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PEM电解槽

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PEM水电解制氢已步入商业化,制约技术大规模发展的瓶颈在于膜电极选用被少数厂家垄断的质子交换膜阴、阳极催化剂材料需采用贵金属以及电解能耗仍然偏高。解决上述难题是PEM水电解制氢技术进一步发展与推广的关键。为此发展新型水电解技术成为新趋势.

应用推广方面,当下电力系统中波动性可再生能源份额不断上升,未来几十年这一趋势仍将延续。可再生能源制氢是唯一绿色低碳制氢方式,不仅能提高电网灵活性,而且可远距离运输和分配可再生能源,支持可再生能源更大规模的发展。作为媒介氢气促进可再生能源时空再分布,助力电力系统与难以深度脱碳的工业、建筑和交通运输部门建立起产业联系,不断丰富氢气的应用场景。这也为 PEM 水电解制氢技术带来巨大的发展空间。

聚合物薄膜电解槽(PEM

PEM电解水制氢技术具备快速启停优势,能匹配可再生能源发电的波动性

区别于碱性电解水制氢,PEM电解水制氢选用具有良好化学稳定性、质子传导性、气体分离性的全氟磺酸质子交换膜作为固体电解质替代石棉膜,能有效阻止电子传递,提高电解槽安全性。PEM水电解槽主要部件由内到外依次是质子交换膜、阴阳极催化层、阴阳极气体扩散层、阴阳极端板等。其中扩散层、催化层与质子交换膜组成膜电极,是整个水电解槽物料传输以及电化学反应的主场所,膜电极特性与结构直接影响PEM水电解槽的性能和寿命。质子交换膜通常由Nafion膜组成,可输运H+质子到阴极。 水电解制氢设备

此外相比较于碱性电解槽效率偏低,仅为70-80%,聚合物薄膜电解槽PEM效率可以达到85%以上,整套设备体积紧凑,使用纯水,无需碱性电解液,使用更加安全、可靠。此外,聚合物薄膜电解槽PEM电解水过程中可以加压,并能直接产生3-4MPa的氢气(且氢气体积分数可以达到99.99%以上,更容易提纯至燃料电池所需纯度)。

过去5年电解槽成本已下降了30-40%,但是投资和运行成本高仍然是PEM电解水制氢亟待解决的主要问题,这与目前析氧、析氢电催化剂只能选用贵金属材料密切相关。为此降低催化剂与电解槽的材料成本,特别是阴、阳极电催化剂的贵金属载量,提高电解槽的效率和寿命,是PEM电解水制氢技术发展的研究重点! PEM制氢设备



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