質(zhì)子交換膜的電催化劑按作用部位可分為陰極催化劑和陽(yáng)極催化劑兩類。質(zhì)子交換膜燃料電池的陽(yáng)極反應(yīng)為氫的氧化反應(yīng)，陰極為氧的還原反應(yīng)。因氧的催化還原作用比氫的催化氧化作用更為困難，所以陰極是較關(guān)鍵的電極。對(duì)催化劑的要求是足夠的催化活性和穩(wěn)定性，陽(yáng)極催化劑還應(yīng)具有抗C...

質(zhì)子交換膜燃料電池的基本結(jié)構(gòu)主要由質(zhì)子交換膜、催化劑層、擴(kuò)散層、集流板（又稱雙極板）組成。聚合物電解質(zhì)膜被碳基催化劑所覆蓋，催化劑直接與擴(kuò)散層和電解質(zhì)兩者接觸以求達(dá)到較大的相互作用面。催化劑構(gòu)成電極，在其之上直接為擴(kuò)散層。電解質(zhì)、催化劑層和氣體擴(kuò)散層的組合被稱...

不同催化材料的陽(yáng)極過電勢(shì)通常為200～500ｍＶ。在高電位、氧化、酸性環(huán)境下，PEM電解槽對(duì)陽(yáng)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...

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(chǎng)所，由質(zhì)子交換膜和陰陽(yáng)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(yùn)行更加靈活( 負(fù)荷范圍 0～150%) 、更適合可再生能...

為了加快PEMWE的發(fā)展，深入理解電極反應(yīng)的動(dòng)態(tài)過程,理論計(jì)算和實(shí)驗(yàn)的結(jié)合,對(duì)具有實(shí)際應(yīng)用前景的催化劑的進(jìn)一步發(fā)展,催化劑性能的評(píng)價(jià)準(zhǔn)則,對(duì)實(shí)驗(yàn)室基礎(chǔ)研究中水系模型和實(shí)際操作差異的理解,集成膜電極組件的開發(fā)需要更多的研究。PEMWE的組裝方法,實(shí)際運(yùn)行條件,包...

作為水電解槽膜電極的中心部件，質(zhì)子交換膜電解水電解水不但傳導(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(zhǎng)期被國(guó)外少數(shù)廠家壟斷，質(zhì)子交換膜電解水電解水價(jià)格高達(dá)幾百~幾千美元/m2。為降低膜成本，提高膜性能，國(guó)內(nèi)外...

水電解槽制氫設(shè)備開發(fā)是國(guó)內(nèi)外堿性水電解制氫研究熱點(diǎn)?？稍偕茉醇铀侔l(fā)展使得大規(guī)模消納可再生能源成為突出問題。堿性水電解制氫電解槽隔膜主要由石棉組成，起分離氣體的作用。陰極、陽(yáng)極主要由金屬合金組成，如Ni-Mo合金等，分解水產(chǎn)生氫氣和氧氣。工業(yè)上堿性水電解槽的電...

與ALK技術(shù)對(duì)比，PEM水電解制氫技術(shù)啟停速度快、負(fù)荷波動(dòng)范圍廣、產(chǎn)氫壓力高，尤其適合利用可再生能源電力（尤其是離網(wǎng)電力）制氫，是實(shí)現(xiàn)大規(guī)模水電解制氫應(yīng)用較有效的方式之一。此外，它還可以實(shí)現(xiàn)對(duì)風(fēng)電、水電、光伏電等電力能源的調(diào)峰運(yùn)行和對(duì)棄電資源的充分利用，因而成...

提高膜的含水量，可使膜的導(dǎo)電能力增加，但由于膜的溶脹會(huì)合螈選擇性下降，一般膜的含水量約為20%－40%左右。導(dǎo)電性（膜電阻）一般用電導(dǎo)率或電阻率表示，也常用膜面電阻即單位膜面積的電阻表示。對(duì)電阻的表示因用途而異。一般講，在不影響其他性能的情況下電阻越小越好，以...

電滲析利用離子交換膜來分離不同的溶質(zhì)離子。在電場(chǎng)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(jìn)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)子交換膜的復(fù)合膜能夠改善膜的機(jī)械強(qiáng)度和穩(wěn)定性，而且膜可以做得很薄，減少了全氟磺酸材料的用量，降低了膜的成本，同時(shí)較薄的膜還改善了膜中水的分布，提高了膜的質(zhì)子傳導(dǎo)性能。另一個(gè)選擇是尋找新的低氟或非氟膜材料。此外，還可以采用無機(jī)酸與樹脂的共混膜，不只可以提高膜的...

質(zhì)子交換膜的分類根據(jù)氟含量，可以將質(zhì)子交換膜分為全氟質(zhì)子交換膜、部分氟化聚合物質(zhì)子交換膜、非氟聚合物質(zhì)子交換膜、復(fù)合質(zhì)子交換膜4類。其中，由于全氟磺酸樹脂分子主鏈具有聚四氟乙烯的結(jié)構(gòu)，因而帶來優(yōu)良的熱穩(wěn)定性、化學(xué)穩(wěn)定性和較高的力學(xué)強(qiáng)度；聚合物膜壽命較長(zhǎng)，同時(shí)由...

質(zhì)子交換膜的物理、化學(xué)性質(zhì)對(duì)燃料電池的性能具有極大的影響，對(duì)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(qiáng)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)...

氫能在能源供給側(cè)和消費(fèi)終端轉(zhuǎn)型發(fā)展中可以發(fā)揮重要作用。在能源供給側(cè)，氫能可以消納可再生能源電力，實(shí)現(xiàn)能量在時(shí)間上的存儲(chǔ)和空間上的轉(zhuǎn)移。相對(duì)于其他儲(chǔ)能方式，氫能具備規(guī)模優(yōu)勢(shì)；在能源消費(fèi)終端，氫能可以實(shí)現(xiàn)零排放、零污染，減少碳排放。2020年9月，在第七十五屆大會(huì)...

不同催化材料的陽(yáng)極過電勢(shì)通常為200～500ｍＶ。在高電位、氧化、酸性環(huán)境下，PEM電解槽對(duì)陽(yáng)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...

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(yáng)離子為質(zhì)子，又被稱為離子膜。質(zhì)子交換膜處于有機(jī)氟化工產(chǎn)業(yè)鏈末端，其上游是有機(jī)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(chǔ)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...

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(jià)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...

對(duì)于負(fù)載催化劑，金屬-載體相互作用和基底的導(dǎo)電性至關(guān)重要。酸性O(shè)ER材料發(fā)展，并強(qiáng)調(diào)從機(jī)理分析性能提高.對(duì)金屬性質(zhì)(合金,單原子等)催化劑,氧化物(釕/銥氧化物,非貴金屬氧化物),金屬氧酸鹽類(鈣鈦礦,燒綠石,其它氧酸鹽類),其它無機(jī)金屬和非金屬材料進(jìn)行周到綜...

氫燃料電池車被視為新能源汽車的下一個(gè)風(fēng)口。質(zhì)子交換膜作為氫燃料電池中心部件，其質(zhì)量好壞直接影響電池的使用壽命。從價(jià)值量看，氫能源燃料電池中成本占比較高的自然是燃料電池電堆，其次是儲(chǔ)氣瓶，而在燃料電池堆中，有個(gè)關(guān)鍵材料，那就是質(zhì)子交換膜，且成本占到了28%，從整...

隨著日益增長(zhǎng)的低碳減排需求，氫的綠色制取技術(shù)受到普遍重視，利用可再生能源進(jìn)行電解水制氫是目前眾多氫氣來源方案中碳排放較低的工藝。本文梳理了氫能需求和規(guī)劃的進(jìn)展、電解水制氫的示范項(xiàng)目情況，重點(diǎn)分析了電解水制氫技術(shù)，涵蓋技術(shù)分類、堿水制氫應(yīng)用、質(zhì)子交換膜（PEM）...

PEM電解水的主要部件MEA 對(duì)反應(yīng)過程和性能限制的理解和深入研究非常重要?；谝陨峡紤]，電化學(xué)交流阻抗(EIS)被認(rèn)為是一個(gè)非常優(yōu)異的工具，可用于診斷電化學(xué)過程。交流阻抗分析被廣泛應(yīng)用于，區(qū)分不同反應(yīng)機(jī)理對(duì)極化特性的影響，EIS可以根據(jù)單個(gè)過程的不同弛豫時(shí)間...

質(zhì)子交換膜水電解器(PEMWE)技術(shù)在可再生能源的電催化制氫方面受到關(guān)注。它具有立即響應(yīng)、更高的質(zhì)子電導(dǎo)率、更低的歐姆損耗和氣體交叉率的優(yōu)點(diǎn)。借助創(chuàng)新的實(shí)驗(yàn)方法和先進(jìn)的表征技術(shù)，在揭示酸性介質(zhì)中動(dòng)態(tài)OER的復(fù)雜性和開發(fā)高效穩(wěn)定的電催化劑方面取得了重要成果。本綜...

PEM水電解制氫技術(shù)具備快速啟停優(yōu)勢(shì)，能匹配可再生能源發(fā)電的波動(dòng)性，逐步成為P2G制氫主流技術(shù)。不同于堿性水電解和PEM水電解，高溫固體氧化物水電解制氫采用固體氧化物為電解質(zhì)材料，工作溫度800~1000℃，制氫過程電化學(xué)性能明顯提升，效率更高。SOEC電解槽...

PEM電解水電解槽高效率運(yùn)行 PEM電解水或者燃料電池（相當(dāng)于電解槽的反向使用）需要持續(xù)高效率（這里的效率不是轉(zhuǎn)換效率，而是經(jīng)濟(jì)效率）運(yùn)行，需要有一部分能量用來推動(dòng)外電路的電子移動(dòng)，推動(dòng)電解質(zhì)中的離子移動(dòng)，推動(dòng)陰極電化學(xué)單向反應(yīng)，推動(dòng)陽(yáng)極電化學(xué)單向反應(yīng)，推動(dòng)反...

PEM水電解制氫已步入商業(yè)化早期，制約技術(shù)大規(guī)模發(fā)展的瓶頸在于膜電極選用被少數(shù)廠家壟斷的質(zhì)子交換膜電解水，陰、陽(yáng)極催化劑材料需采用貴金屬以及電解能耗仍然偏高。解決上述難題是PEM水電解制氫技術(shù)進(jìn)一步發(fā)展與推廣的關(guān)鍵。為此發(fā)展新型水電解技術(shù)成為新趨勢(shì)，基于融合堿...

區(qū)別于堿性水電解制氫，PEM水電解制氫選用具有良好化學(xué)穩(wěn)定性、質(zhì)子傳導(dǎo)性、氣體分離性的全氟磺酸質(zhì)子交換膜電解水電解水作為固體電解質(zhì)替代石棉膜，能有效阻止電子傳遞，提高電解槽安全性。PEM水電解槽主要部件由內(nèi)到外依次是質(zhì)子交換膜電解水電解水、陰陽(yáng)極催化層、陰陽(yáng)極...

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(duì)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(shí)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(shí)兼具PEM和ALK制氫的優(yōu)點(diǎn)，未...

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(yáng)極反應(yīng)中起著關(guān)鍵作用。質(zhì)子交換膜水電解槽（PEMWE）技術(shù)由于運(yùn)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(shì)吸引了普遍的研究及應(yīng)用.OER動(dòng)力學(xué)遲緩、貴金屬電極材料的...

不同催化材料的陽(yáng)極過電勢(shì)通常為200～500ｍＶ。在高電位、氧化、酸性環(huán)境下，PEM電解槽對(duì)陽(yáng)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...

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(guó)內(nèi)外市場(chǎng)都呈現(xiàn)出較快的需求增長(zhǎng)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(jìn)一步提升至82.7%，可見，全球PEM燃料電池出貨量...