作為媒介氫氣促進可再生能源時空再分布，助力電力系統(tǒng)與難以深度脫碳的工業(yè)、建筑和交通運輸部門建立起產(chǎn)業(yè)聯(lián)系，不斷豐富氫氣的應(yīng)用場景。這也為PEM水電解制氫技術(shù)帶來巨大的發(fā)展空間。相比PEM水電解，AEM水電解選用固體聚合物陰離子交換膜作為隔膜材料，膜電極催化劑、...

在市場化進程方面，堿水電解（AWE）作為較為成熟的電解技術(shù)占據(jù)著主導(dǎo)地位，尤其是一些大型項目的應(yīng)用。AWE采用氫氧化鉀（KOH）水溶液為電解質(zhì)，以石棉為隔膜，分離水產(chǎn)生氫氣和氧氣，效率通常在70%~80%。一方面，AWE在堿性條件下可使用非貴金屬電催化劑（如N...

陰離子交換膜（AEM）水電解、堿性水電解（ALK）以及高溫固體氧化物（SOEC）水電解等4種水電解制氫技術(shù)的性能對比。可知：在各種水電解制氫技術(shù)中，AEM技術(shù)成熟度低，目前還無法實現(xiàn)大規(guī)模應(yīng)用，但是由于其不使用貴金屬催化劑，同時兼具PEM和ALK制氫的優(yōu)點，未...

PEM電解水的裝置的主要特點 包括但不限于：采用PEM質(zhì)子膜電解純水制氫，杜絕加堿。類似于燃料電池的結(jié)構(gòu)設(shè)計，接觸面積小、高活性催化電極對。電解槽的設(shè)計充分考慮傳質(zhì)、傳熱化學(xué)工藝等。 材料方面選擇抗蝕性、耐鈍化性等性能優(yōu)越的材料，無論是鋼材還是密封材料，均需要...

離子交換膜中，非均相離子交換膜：由粉末狀的離子交換樹脂加黏合劑混煉、拉片、加網(wǎng)熱壓而成。樹脂分散在黏合劑中，因而其化學(xué)結(jié)構(gòu)是不均勻的。均相離子交換膜：均相離子交換膜系將活性基團引入一惰性支持物中制成。它沒有異相結(jié)構(gòu)，本身是均勻的。其化學(xué)結(jié)構(gòu)均勻，孔隙小，膜電阻...

質(zhì)子交換膜燃料電池的工作性能與反應(yīng)氣體的體積分數(shù)有關(guān)，而體積分數(shù)又與氣體壓力有關(guān)。工作氣體壓力的提高能夠增加質(zhì)子交換膜燃料電池的電動勢，還會降低質(zhì)子交換膜燃料電池的電化學(xué)極化和濃度極化。不過反應(yīng)氣體壓力的提高也會增加PEMFC系統(tǒng)的能耗。但總而言之氣體壓力越高...

離子交換樹脂是一種帶有官能團的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)高分子化合物。由不溶性三維空網(wǎng)狀骨架組成，離子交換樹脂屬于非均相膜均相膜。耐污染性和抗沖擊性差，陽離子交換膜的交換機理和陽離子交換樹脂的交換，離子交換膜可分為均質(zhì)膜和非均質(zhì)膜。高壓操作上聚三氟乙烯，功能不同且不溶于酸，也就...

離子交換膜均相膜的電化學(xué)性能較為優(yōu)良，但力學(xué)性能較差，常需其他纖維來增強。非均相膜的電化學(xué)性能比均相膜差，而力學(xué)性能較優(yōu)，由于疏水性的高分子成膜材料和親水性的離子交換樹脂之間粘結(jié)力弱，常存在縫隙而影響離子選擇透過性。離子交換膜的膜電阻和選擇透過性是膜的電化學(xué)性...

質(zhì)子交換膜電解水可普遍應(yīng)用于燃料電池、電解水、氯堿工業(yè)等領(lǐng)域。PEM燃料電池及電解水發(fā)展迅速，國內(nèi)外市場都呈現(xiàn)出較快的需求增長和廣闊的發(fā)展前景。從2011年到2019年，PEM燃料電池出貨量占比從44.9%進一步提升至82.7%，可見，全球PEM燃料電池出貨量...

在技術(shù)層面，電解水制氫技術(shù)可分為堿性電解水制氫(ALK)、質(zhì)子交換膜電解水制氫(PEM)、固體氧化物電解水制氫(SOE)和陰離子交換膜電解水制氫（AEM）。其中，堿性電解水技術(shù)較為成熟，造價成本也較低；但是與可再生能源適配性較差。其中，堿性電解水技術(shù)較為成熟，...

質(zhì)子交換膜（PEM）在氫燃料電池、電解水制氫氣等領(lǐng)域中所交換的陽離子為質(zhì)子，又被稱為離子膜。質(zhì)子交換膜處于有機氟化工產(chǎn)業(yè)鏈末端，其上游是有機氟化工的單體材料，下游是基于質(zhì)子交換膜的氯堿工業(yè)、燃料電池、電解水、儲能電池等應(yīng)用領(lǐng)域。目前產(chǎn)業(yè)化應(yīng)用的均為全氟質(zhì)子交換...

目前，全世界的氫產(chǎn)量約為70Ｍｔ?ａ，主要消費方向以石油煉制、化工原料為主。根據(jù)中國氫能聯(lián)盟研究院發(fā)布的數(shù)據(jù)，當(dāng)單位制氫的碳排放（CO2）不高于4.9ｋｇ?ｋｇ時，制備的氫氣才是清潔的煤制氫的碳排放強度接近風(fēng)電、水電制氫的20倍，天然氣制氫的碳排放強度也很高，...

析氧反應(yīng)（OER）在水分解，CO2還原和可再生電燃料電池等各種電化學(xué)系統(tǒng)的陽極反應(yīng)中起著關(guān)鍵作用。質(zhì)子交換膜電解水水電解槽（PEMWE）技術(shù)由于運行電流密度更大,產(chǎn)生氫氣純度更高,可利用間歇性可再生能源等優(yōu)勢吸引了普遍的研究及應(yīng)用.OER動力學(xué)遲緩、貴金屬電極...

不同催化材料的陽極過電勢通常為200～500ｍＶ。在高電位、氧化、酸性環(huán)境下，PEM電解槽對陽極催化劑材料的要求極為苛刻，能滿足該要求的催化材料但限于某些貴金屬。通常，活性越高的金屬，其在水電解過程中越容易溶解，穩(wěn)定性越差。例如：從金屬活性角度來講，金屬活性由...

與堿性水電解制氫相比，PEM水電解制氫工作電流密度更高（?1A/cm2），總體效率更高（74%~87%），氫氣體積分數(shù)更高（>99.99%），產(chǎn)氣壓力更高（3~4MPa），動態(tài)響應(yīng)速度更快，能適應(yīng)可再生能源發(fā)電的波動性，被認為是極具發(fā)展前景的水電解制氫技術(shù)。目...

作為水電解槽膜電極的中心部件，質(zhì)子交換膜不但傳導(dǎo)質(zhì)子，隔離氫氣和氧氣，而且還為催化劑提供支撐，其性能的好壞直接決定水電解槽的性能和使用壽命。長期被國外少數(shù)廠家壟斷，質(zhì)子交換膜價格高達幾百~幾千美元/m2。為降低膜成本，提高膜性能，國內(nèi)外重點攻關(guān)改性全氟磺酸質(zhì)子...

膜的離子遷移數(shù)有兩種方法解釋，一是膜電位法，將膜在兩種不同濃度的同類電解質(zhì)中測定其膜電位，再由膜電位計算遷移數(shù)。另一種方法是，在外加直流電場下，在電滲析槽中直接測定膜的遷移數(shù)。一般要求，實用的離子交換膜透過度大于85%，反離子遷移數(shù)大于0。9，并希望在高濃度電...

質(zhì)子交換膜的物理、化學(xué)性質(zhì)對燃料電池的性能具有極大的影響，對性能造成影響的質(zhì)子交換膜的物理性質(zhì)主要有：膜的厚度和單位面積質(zhì)量、膜的抗拉強度、膜的含水率和膜的溶脹度。質(zhì)子交換膜的電化學(xué)性質(zhì)主要表現(xiàn)在膜的導(dǎo)電性能（電阻率、面電阻，電導(dǎo)率）和選擇通過性能（透過性參數(shù)...

質(zhì)子交換膜的物理、化學(xué)性質(zhì)對燃料電池的性能具有極大的影響，對性能造成影響的質(zhì)子交換膜的物理性質(zhì)主要有：膜的厚度和單位面積質(zhì)量、膜的抗拉強度、膜的含水率和膜的溶脹度。質(zhì)子交換膜的電化學(xué)性質(zhì)主要表現(xiàn)在膜的導(dǎo)電性能（電阻率、面電阻，電導(dǎo)率）和選擇通過性能（透過性參數(shù)...

抗拉強度是指離子膜受到平等方向的拉力時，所能賓較高拉力，以單位面積上所受接力表示（MPa）。膜的機械強度主要決定地的化學(xué)結(jié)構(gòu)、增強材料等。增強的交聯(lián)度可提高膜的機械強度，而增設(shè)交換容量和含水量會使強度下降。一般使用膜的尖大于0。3MPa。膨脹性能（尺寸穩(wěn)定性）...

電滲析利用離子交換膜來分離不同的溶質(zhì)離子。在電場作用下溶液中的帶電的溶質(zhì)離子通過膜而遷移的現(xiàn)象稱為電滲析。利用電滲析進行提純和分離物質(zhì)的技術(shù)稱為電滲析法，較初用于海水淡化，現(xiàn)在普遍用于化工、輕工、冶金、造紙、醫(yī)藥工業(yè)，環(huán)保中。燃料電池是一種通過電化學(xué)反應(yīng)直接將...

質(zhì)子交換膜的氫氣安全監(jiān)控與排放消除裝置由氫氣敏感傳感器、監(jiān)控報警器及排放風(fēng)機、管道和消氫器等組成，傳感器必須安裝在電站空間的較高處。電氣系統(tǒng)根據(jù)工程整體供電方式和結(jié)構(gòu)對發(fā)電機發(fā)出電力進行處理后與電網(wǎng)并聯(lián)運行或/和直接向負載供電，涉及潮流、開關(guān)設(shè)備、表盤和繼電保...

電堆運行時，質(zhì)子交換膜需要保持一定的濕度，反應(yīng)生成的水需要排除。不同形態(tài)的水的遷移、傳輸、生成、凝結(jié)對電堆的穩(wěn)定運行都有很大影響，這就產(chǎn)生了發(fā)電系統(tǒng)的水、熱管理問題。通常情況下，電堆均需使用復(fù)雜的純水增濕輔助系統(tǒng)用于增濕質(zhì)子交換膜，以免電極“干死”(質(zhì)子交換膜...

質(zhì)子交換膜的改進方法，有有機/無機納米復(fù)合質(zhì)子交換膜，依靠納米顆粒尺寸小和比表面積大的特點提高復(fù)合膜的保水能力，從而達到擴大質(zhì)子交換膜燃料電池工作溫度范圍的目的；對質(zhì)子交換膜的骨架材料進行改進，針對目前較常用的膜的缺點，或在膜基礎(chǔ)上改進，或另選用新型骨架材料；...

一般的離子交換膜常提供部分性能指標，交換容量交換容量是離子交換膜的關(guān)鍵參數(shù)。一般交換容量高的膜，選擇透過性好，導(dǎo)電能力也強。但是由于活性基團一般具有親水性，因此當(dāng)活性基團含量高時，膜內(nèi)水分與溶脹度會隨之增大，從而影響膜的強度。有時也會因膜體結(jié)構(gòu)過于疏松，而使膜...

質(zhì)子交換膜，英文：ProtonExchangeMem—brane，縮寫PEM，也叫質(zhì)子膜或離子交換膜，是一種離子選擇性透過的分離功能薄膜。質(zhì)子交換膜是質(zhì)子交換膜燃料電池的關(guān)鍵組件，其作用是分隔燃料和氧化劑、傳導(dǎo)質(zhì)子和絕緣電子，其性能和壽命直接決定電池的性能和壽...

離子交換膜是一種含離子基團的、對溶液里的離子具有選擇透過能力的高分子膜。因為一般在應(yīng)用時主要是利用它的離子選擇透過性，所以也稱為離子選擇透過性膜。離子交換膜是具有離子交換性能的、由高分子材料制成的薄膜(也有無機離子交換股，但其使用尚不普通)。它與離子交換樹脂相...

質(zhì)子交換膜是燃料電池的主要材料，質(zhì)子交換膜性能的好壞將直接影響燃料電池產(chǎn)業(yè)化進程和獲得大規(guī)模應(yīng)用的關(guān)鍵因素之一。為了實現(xiàn)燃料電池的實用化與產(chǎn)業(yè)化，人們在PEM的制造工藝和材料改性方面已經(jīng)進行了大量的研究。目前，進一步提高PEM的使用耐久性、壽命和工作性能仍然是...

PEM電解水電解槽結(jié)構(gòu) 與燃料電池類似，由膜電極、雙極板等部件組成。膜電極提供反應(yīng)場所，由質(zhì)子交換膜和陰陽極催化劑組成。PEM 電解槽具有反應(yīng)無污染、氫氣無需分離堿液、轉(zhuǎn)化效率高、能耗低、槽體結(jié)構(gòu)緊湊、運行更加靈活( 負荷范圍 0～150%) 、更適合可再生能...

隨著可再生能源發(fā)電裝機容量不斷上升、比例不斷增加、可再生能源電力價格不斷下降；同時，結(jié)合碳稅、碳交易等利好政策，水電解制氫的經(jīng)濟性將明顯提高；而且，利用可再生能源電力的水電解制氫具備幾乎碳零排放的優(yōu)勢，因此在各種制氫方式中，水電解制氫的占比將大幅提升，成為實現(xiàn)...