氫燃料電池車被視為新能源汽車的下一個風口。質子交換膜作為氫燃料電池中心部件，其質量好壞直接影響電池的使用壽命。從價值量看，氫能源燃料電池中成本占比較高的自然是燃料電池電堆，其次是儲氣瓶，而在燃料電池堆中，氫健康有個關鍵材料，那就是質子交換膜，且成本占到了28%，從整體看，質子交換膜成本約占燃料電池總成本的4.08%，幾乎決定了燃料電池的成本。質子交換膜上游主要包括基礎材料和過程材料兩個部分：基礎材料即螢石，利用上游原材料制備可用于后續(xù)加工的各類全氟、非全氟以及特種樹脂。下游應用方面，質子交換膜可普遍應用于燃料電池、電解水、氯堿工業(yè)等領域?，F(xiàn)階段，CO2捕集、封存技術（CCS）和CO2捕集、利用、封存技術因成本過高，暫時不具備經(jīng)濟性。廣東膜電解水

隨著日益增長的低碳減排需求，氫的綠色制取技術受到普遍重視，利用可再生能源進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)劃的進展、電解水制氫的示范項目情況，重點分析了電解水制氫技術，涵蓋技術分類、堿水制氫應用、質子交換膜（PEM）電解水制氫。研究認為，提升電催化劑活性、提高膜電極中催化劑的利用率、改善雙極板表面處理工藝、優(yōu)化電解槽結構，有助于提高PEM電解槽的性能并降低設備成本；PEM電解水制氫技術的運行電流密度高、能耗低、產氫壓力高，適應可再生能源發(fā)電的波動性特征、易于與可再生能源消納相結合，是電解水制氫的適宜方案。氫健康結合氫儲運與電解制氫的技術特征研判、我國輸氫需求，提出發(fā)展建議：利用西北、西南、東北等區(qū)域豐富的可再生能源，通過電解水制氫產生高壓氫。山東分子制氫膜電解水目前PEM水電解制氫技術已在加氫站現(xiàn)場制氫、儲能等領域得到示范應用并逐步推廣。

作為水電解槽膜電極的中心部件，質子交換膜電解水電解水不但傳導質子，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，質子交換膜電解水電解水價格高達幾百~幾千美元/m2。為降低膜成本，提高膜性能，國內外重點攻關改性全氟磺酸質子交換膜電解水電解水、有機/無機納米復合質子交換膜電解水電解水和無氟質子交換膜電解水電解水。氫健康全氟磺酸膜改性研究聚焦聚合物改性、膜表面刻蝕改性以及膜表面貴金屬催化劑沉積3種途徑。通過引入無機組分制備有機/無機納米復合質子交換膜電解水電解水，使其兼具有機膜柔韌性和無機膜良好熱性能、化學穩(wěn)定性和力學性能，成為近幾年的研究熱點。

在酸性介質中貴金屬Ru和Ir基催化劑具有優(yōu)異的活性和可應用性，優(yōu)于其他鉑族金屬（如Rh、Pd和Pt）.盡可能多地暴露活性位點，提高本征活性，以盡量減少貴金屬消耗，同時兼顧長期運行的穩(wěn)定性是催化劑設計必須面臨的問題。氫健康對于負載催化劑，金屬-載體相互作用和基底的導電性至關重要。本節(jié)討論酸性OER材料發(fā)展，并強調從機理分析性能提高.對金屬性質(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)，其它無機金屬和非金屬材料進行周到綜述。質子交換膜上游主要包括基礎材料和過程材料兩個部分。

為此降低貴金屬Pt、Pd載量，開發(fā)適應酸性環(huán)境的非貴金屬析氫催化劑成為研究熱點。氫健康膜電極中析氫、析氧電催化劑對整個水電解制氫反應十分重要。理想電催化劑應具有抗腐蝕性、良好的比表面積、氣孔率、催化活性、電子導電性、電化學穩(wěn)定性以及成本低廉、環(huán)境友好等特征。陰極析氫電催化劑處于強酸性工作環(huán)境，易發(fā)生腐蝕、團聚、流失等問題，為保證電解槽性能和壽命，析氫催化劑材料選擇耐腐蝕的Pt、Pd貴金屬及其合金為主。現(xiàn)有商業(yè)化析氫催化劑Pt載量為0.4~0.6mg/cm2，貴金屬材料成本高，阻礙PEM水電解制氫技術快速推廣應用。PEM水電解制氫逐步取代了傳統(tǒng)的堿水制氫和氫氣瓶組等方式。離子交換膜前景

CCM法催化劑利用率更高，大幅降低膜與催化層間的質子傳遞阻力，是膜電極制備的主流方法。廣東膜電解水

對于負載催化劑，金屬-載體相互作用和基底的導電性至關重要。酸性OER材料發(fā)展，并強調從機理分析性能提高.對金屬性質(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)，其它無機金屬和非金屬材料進行周到綜述。在酸性介質中貴金屬Ru和Ir基催化劑具有優(yōu)異的活性和可應用性，優(yōu)于其他鉑族金屬（如Rh、Pd和Pt）.盡可能多地暴露活性位點，提高本征活性，氫健康以盡量減少貴金屬消耗，同時兼顧長期運行的穩(wěn)定性是催化劑設計必須面臨的問題。廣東膜電解水

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