质子交换膜电解水水电解器(PEMWE)技术在可再生能源的电催化制氢方面受到关注。它具有立即响应、更高的质子电导率、更低的欧姆损耗和气体交叉率的优点。借助创新的实验方法和先进的表征技术，在揭示酸性介质中动态OER的复杂性和开发高效稳定的电催化剂方面取得了重要成果。本综述重点介绍了在酸性介质中开发OER电催化剂的反应和降解机制以及较新进展。此外，还在设备层面讨论了PEM水电解的进展。然而，所开发的催化剂及相关装置的性能与工业应用仍有一定差距。PEM电解水产业在成长的过程中已经意识到了技术迭代的必要性。PEM电解水欢迎选购
PEM电解水电解槽结构 与燃料电池类似，由膜电极、双极板等部件组成。膜电极提供反应场所，由质子交换膜和阴阳极催化剂组成。PEM 电解槽具有反应无污染、氢气无需分离碱液、转化效率高、能耗低、槽体结构紧凑、运行更加灵活( 负荷范围 0～150%) 、更适合可再生能源的波动性等优点，很多新建电解制氢项目开始选择PEM电解槽技术。但由于 PEM电解技术商业化时间不长，质子交换膜和铂电极催化剂等关键组件成本较高，导致 PEM 电解槽制造成本较高，为相同规模碱性电解槽的 3～5 倍。按照相同的计算原则，PEM电解槽制氢成本高于碱性电解槽，主要是 PEM 电解槽 采购成本太高，每年的折旧成本太高。设备折旧成本占到总成本的 44%，电耗成本占到 50%，所以降低成本还是要从这两方面入手。随着电费的下降，电力成本在总成 本中的比重逐渐下降，氢气成本也逐渐降低。当电费分别为 0.13 元/ kWh 和 0.2元/ kWh 时，氢气成 本分别为2.4元/Nm3和2. 71元/Nm3，成本占比分别为 24%和 33% 。与碱性电解槽制氢成本相比，仍有一定差距，主要在于PEM电解槽价格太贵，折旧成本太高PEM电解水欢迎选购未来可再生能源的比例越来越大，对于各类储能的需求也会越来越大，PEM电解水也会被较多使用。
PEM电解水的主要部件MEA 对反应过程和性能限制的理解和深入研究非常重要。基于以上考虑，电化学交流阻抗(EIS)被认为是一个非常优异的工具，可用于诊断电化学过程。交流阻抗分析被广泛应用于，区分不同反应机理对极化特性的影响，EIS可以根据单个过程的不同弛豫时间和等效电路的相关元件，在PEM电解水运行参数(如电势、电流密度、温度和MEA特性)调整时的变化来区分各种现象，催化剂的担载量。 在多数情况下，电化学交流阻抗可以被清晰的区分出欧姆极化阻抗，界面问题及扩散相关现象等。 但是，交流阻抗需要通过等效电路进行深入分析。 所以EIS结合等效电路，是一个非常强大的工具，可用于多个复杂电化学反应过程和机理的分析。
不同于碱性水电解和PEM水电解，高温固体氧化物水电解制氢采用固体氧化物为电解质材料，工作温度800~1000℃，制氢过程电化学性能明显提升，效率更高。SOEC电解槽电极采用非贵金属催化剂，阴极材料选用多孔金属陶瓷Ni/YSZ，阳极材料选用钙钛矿氧化物，电解质采用YSZ氧离子导体，全陶瓷材料结构避免了材料腐蚀问题。高温高湿的工作环境使电解槽选择稳定性高、持久性好、耐衰减的材料受到限制，也制约SOEC制氢技术应用场景的选择与大规模推广。PEM水电解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，逐步成为P2G制氢主流技术。和碱性不一样，在PEM电解水中，氢气产生的一侧是干燥的一侧。
PEM水电解制得的氢气纯度高，而且其制氢负荷可以实现在0～1之间智能连续自动化控制，因而PEM水电解制氢逐步取代了传统的碱水制氢和氢气瓶组等方式。由于氢气可以大规模长时间存储，相对于其他储能方式，在时间尺度和规模尺度上均有明显优势；结合可再生能源电力的波动性，可以充分发挥氢气的储能优点，并实现大规模低成本制氢。在PEM水电解过程中，电解槽阳极的析氧反应是该过程的速控步骤。阳极反应过电势与阴极反应过电势的大小，是水电解制氢效率高低的主要影响因素之一，通常阳极反应过电势远远高于阴极反应过电势。相比之下，传导阳离子要比传递阴离子容易，所以PEM电解水的反应速度会更快。PEM电解水欢迎选购
流道设计中，PEM电解水的槽道可以具有明显的“逐步放大”效应。PEM电解水欢迎选购
随着环保压力的不断加大，以及可再生能源成本持续降低等因素，越来越多的地区都开始大力推动从传统化石能源转向可电解水膜，质子交换膜，阴离子交换膜，氢健康产品，全球很多大型企业也纷纷加入了全球电解水膜，质子交换膜，阴离子交换膜，氢健康产品计划。近年来，能源行业积极实施“互联网 +”战略，全力提升行业信息化、智能化水平，贸易企业充分利用现代信息通信技术、操控技术，实现智能设备状态监测和信息收集，激发新型作业方式和用能服务模式。随着我国新一轮电解水膜，质子交换膜，阴离子交换膜，氢健康产品改进的深入推进，再加上大数据、能源互联网、物联网、智慧能源、区块链技术、人工智能等相关能源科技创新日新月异的发展，未来新能源行业将会催生很多不同于之前传统的企业模式，其经营方式也会发生很大改变。放眼2019，变革与不确定仍然是能源领域将要面对的现实，新的机遇和挑战必然加速能源行业洗牌。面对正在到来的变革，唯有立足当下，才能把握时代的机遇；唯有认清趋势，才能迎接未来的挑战。PEM电解水欢迎选购
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