PEM电解水

绿氢是通过可再生能源发电，再通过电解水获取氢气。电解水制氢是在直流电的作用下，通过电化学过程将水分子分解为氢气和氧气，分别在阴、阳极析出。而电解水制氢目前主要有三种技术路线，即碱性电解（AWE），质子交换膜（PEM）电解以及固体氧化物（SOEC）三种技术路线。

在以上三种技术路线中，PEM电解水制氢的效率较高，并且适用于可再能能源发电时的波动性，是当下主流也是比较有前景的电解水制氢技术，下面我们就来看一下PEM电解水制氢的技术原理。

与碱性电解池相比，PEM电解池用质子交换膜代替了石棉膜，传导质子，并隔绝电极两侧的气体，避免了碱性电解液所带来的缺点。同时，PEM电解池的体积更为紧凑，结构方面零间隙，极大降低了电解池的欧姆内阻，提升了整体性能。

PEM电解池的结构

典型的PEM电解池主要由阳极端板、阴极端板、阴阳极扩散层、阴阳极催化层以及质子交换膜组成。其中，端板的作用是固定电解池组件，并引导电流传递，分配水、气，扩散层起集流，促进气液传递等作用，催化层的核心是由催化剂、电子传导介质、质子传导介质组成的三相界面，是电化学反应的核心场所。

质子交换膜一般使用全氟磺酸膜，传递质子，隔绝开阴阳极生成的气体，并阻止电子的传递。

PEM电解水技术的优点

与碱性电解水相比，PEM电解水的优势主要在于：

1.由于采用的是质子交换膜固体电解质，产生的气体无需进行脱碱处理；

2.效率高于碱性电解池；

3.启停快，响应性好

4.能适应可再能能源发电时的波动性。

PEM电解水技术的缺点

目前PEM电解水技术的缺点在于成本较高，主要是由于催化剂用到贵金属铂，成本一时难以降低，这一点与燃料电池面临的问题是一样的，如何降低催化剂的铂载量或寻找新的低成本的替代材料，也是当前要研究并攻克的关键技术问题。

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