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、電化學穩定性以及成本低廉、環境友好等特征。陰極析氫電催化劑處于強酸性工作環境，易發生腐蝕、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?，F有商業化析氫催化劑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。為此降低貴金屬Pt、Pd載量，開發適應酸性環境的非貴金屬析氫催化劑成為研究熱點。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。上海堿性電解水工藝
為了加快PEMWE的發展，深入理解電極反應的動態過程,理論計算和實驗的結合,對具有實際應用前景的催化劑的進一步發展,催化劑性能的評價準則,對實驗室基礎研究中水系模型和實際操作差異的理解,集成膜電極組件的開發需要更多的研究。PEMWE的組裝方法,實際運行條件,包括離聚物,膜,氣體擴散層,極板,催化劑層在內的各個組分都是影響PEMWE性能的關鍵參數.對各個組分的發展和應用現狀進行綜述,同時對有實際應用前景的催化劑進行分析,包括負載型催化劑,銥/釕為主體的摻雜型催化劑。借助創新實驗方法和先進表征技術發展在揭示酸介質中動態OER的復雜性和開發高效穩定的電催化劑方面取得了重要成就。但所開發的催化劑及相關器件的性能與工業應用之間仍存在一定的差距。上海電解水膜電極按照目前Ｉｒ的年產量，未來50年Ｉｒ供給可以滿足使用需求。
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，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。
作為水電解槽膜電極的中心部件，質子交換膜不但傳導質子，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。長期被國外少數廠家壟斷，質子交換膜價格高達幾百~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、有機/無機納米復合質子交換膜和無氟質子交換膜。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，使其兼具有機膜柔韌性和無機膜良好熱性能、化學穩定性和力學性能，成為近幾年的研究熱點。質子交換膜可普遍應用于燃料電池、電解水、氯堿工業等領域。
為此降低貴金屬Pt、Pd載量，開發適應酸性環境的非貴金屬析氫催化劑成為研究熱點。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、電化學穩定性以及成本低廉、環境友好等特征。陰極析氫電催化劑處于強酸性工作環境，易發生腐蝕、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?，F有商業化析氫催化劑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。隨著可再生能源發電比例和規模不斷提升，間歇性電力“削峰填谷”的儲能作用將得到普遍體現。陰離子電解水成本是多少
長期被國外少數廠家壟斷，質子交換膜電解水電解水價格高達幾百~幾千美元/m2。上海堿性電解水工藝
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。上海堿性電解水工藝
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