氫氣比重小、擴散快，其導熱系數是空氣的８.4倍，因此常被用作發電機組的冷卻劑，可以大幅降低風摩擦損耗，對于1ＧＷ的發電機組，氫氣純度每提高1％，可以節約22８ｋＷ的能源。與ALK技術對比，PEM水電解制氫技術啟停速度快、負荷波動范圍廣、產氫壓力高，尤其適合利用可再生能源電力（尤其是離網電力）制氫，是實現大規模水電解制氫應用較有效的方式之一。此外，氫健康它還可以實現對風電、水電、光伏電等電力能源的調峰運行和對棄電資源的充分利用，因而成為大規模、高效儲能的重要方式之一。CCS法將催化劑活性組分直接涂覆在氣體擴散層，而CCM法則將催化劑活性組分直接涂覆在質子交換膜兩側。江蘇鈞希膜產業鏈

質子交換膜（PEM）在氫燃料電池、電解水制氫氣等領域中所交換的陽離子為質子，氫健康又被稱為離子膜。質子交換膜處于有機氟化工產業鏈末端，其上游是有機氟化工的單體材料，下游是基于質子交換膜的氯堿工業、燃料電池、電解水、儲能電池等應用領域。目前產業化應用的均為全氟質子交換膜，質子交換膜使用的是全氟磺酸樹脂，離子膜使用全氟磺酸樹脂、全氟羧酸樹脂的復合膜。全氟磺酸樹脂具有強酸性，全氟羧酸樹脂具有弱酸性，更能夠適應氯堿工業中的堿性環境。盡管目前全氟磺酸PEM應用較普遍，但仍存在成本較高、尺寸穩定性較差、溫度升高會降低質子傳導性的缺點。燃料電池膜產業鏈PEM水電解槽采用PEM傳導質子，隔絕電極兩側的氣體，避免AWE使用強堿性液體電解質所伴生的缺點。

PEM水電解制氫已步入商業化早期，制約技術大規模發展的瓶頸在于膜電極選用被少數廠家壟斷的質子交換膜，陰、陽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水電解制氫技術進一步發展與推廣的關鍵。為此發展新型水電解技術成為新趨勢，基于融合堿性水電解和PEM水電解各自優勢的研究思路，采用堿性固體電解質替代PEM的堿性固體陰離子交換膜（AEM）水電解制氫技術成為新方向。另外選用聚芳醚酮和聚砜等廉價材料制備無氟質子交換膜，也是質子交換膜的發展趨勢。

水電解槽制氫設備開發是國內外堿性水電解制氫研究熱點。可再生能源加速發展使得大規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、陽極主要由金屬合金組成，如Ni-Mo合金等，分解水產生氫氣和氧氣。氫健康工業上堿性水電解槽的電解液通常采用KOH溶液，質量分數20%~30%，電解槽操作溫度70~80℃，工作電流密度約0.25A/cm2，產生氣體壓力0.1~3.0MPa，總體效率62%~82%。堿性水電解制氫技術成熟，投資、運行成本低，但存在堿液流失、腐蝕、能耗高等問題。電解槽可以實現對風電、水電、光伏電等電力能源的調峰運行和對棄電資源的充分利用。

不同催化材料的陽極過電勢通常為200～500ｍＶ。在高電位、氧化、酸性環境下氫健康，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，穩定性越差。例如：從金屬活性角度來講，金屬活性由高到低的順序為Ｏｓ＞Ｒｕ＞Ｉｒ＞Ｐｔ＞Ａｕ；但從金屬穩定性角度來講，其穩定性由高到低的順序為Ａｕ＞Ｐｔ＞Ｉｒ＞Ｒｕ＞Ｏｓ。綜合活性和穩定性等因素，目前工業上選用的PEM電解槽陽極催化劑以銥黑以及ＩｒＯ2等為主。根據電解槽隔膜材料的不同，通常將水電解制氫分為堿性水電解、質子交換膜電解水電解水。廣東質子交換膜價格

為提高膜性能，國內外重點攻關改性全氟磺酸質子交換膜、納米復合質子交換膜和無氟質子交換膜。江蘇鈞希膜產業鏈

PEM水電解槽采用PEM傳導質子，隔絕電極兩側的氣體，避免AWE使用強堿性液體電解質所伴生的缺點。PEM水電解槽以PEM為電解質，以純水為反應物，加之PEM的氫氣滲透率較低，產生的氫氣純度高，但需脫除水蒸氣；電解槽采用零間距結構，歐姆電阻較低，明顯提高電解過程的整體效率，且體積更為緊湊；壓力調控范圍大，氫氣輸出壓力可達數兆帕，適應快速變化的可再生能源電力輸入。氫健康因此，PEM電解水制氫是極具發展前景的綠色制氫技術路徑。由于PEM電解槽的陽極處于強酸性環境（pH≈2）、電解電壓為1.4~2.0V，多數非貴金屬會腐蝕并可能與PEM中的磺酸根離子結合，進而降低PEM傳導質子的能力。PEM電解槽的電催化劑研究主要是Ir、Ru等貴金屬/氧化物及其二元、三元合金/混合氧化物，以鈦材料為載體的負載型催化劑。江蘇鈞希膜產業鏈

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