质子交换膜电解水可普遍应用于燃料电池、电解水、氯碱工业等领域。PEM燃料电池及电解水发展迅速，国内外市场都呈现出较快的需求增长和广阔的发展前景。从2011年到2019年，PEM燃料电池出货量占比从44.9%进一步提升至82.7%，可见，全球PEM燃料电池出货量高速增长。依据中国氢能联盟对未来燃料电池系统成本的预测以及美国能源部披露的成本结构，综合测算，燃料电池应用领域每年为质子交换膜电解水带来的市场增量将持续增长，到2025年、2035年和2050年将分别为9.80亿、49.01亿和67.39亿，非常可观。尤其是在1kW以下的系统，PEM电解水的优势明显。是否有报道西门子PEM电解水用的质子交换膜
作为水电解槽膜电极的中心部件，质子交换膜不但传导质子，隔离氢气和氧气，而且还为催化剂提供支撑，其性能的好坏直接决定水电解槽的性能和使用寿命。长期被国外少数厂家垄断，质子交换膜价格高达几百~几千美元/m2。为降低膜成本，提高膜性能，国内外重点攻关改性全氟磺酸质子交换膜、有机/无机纳米复合质子交换膜和无氟质子交换膜。全氟磺酸膜改性研究聚焦聚合物改性、膜表面刻蚀改性以及膜表面贵金属催化剂沉积3种途径。通过引入无机组分制备有机/无机纳米复合质子交换膜，使其兼具有机膜柔韧性和无机膜良好热性能、化学稳定性和力学性能，成为近几年的研究热点。哪里可以查到阳光氢能的PEM电解水PEM电解水可以做成双向的设备，从而实现单机的双向作用。
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。
PEM水电解槽采用PEM传导质子，隔绝电极两侧的气体，避免AWE使用强碱性液体电解质所伴生的缺点。PEM水电解槽以PEM为电解质，以纯水为反应物，加之PEM的氢气渗透率较低，产生的氢气纯度高，但需脱除水蒸气；电解槽采用零间距结构，欧姆电阻较低，明显提高电解过程的整体效率，且体积更为紧凑；压力调控范围大，氢气输出压力可达数兆帕，适应快速变化的可再生能源电力输入。因此，PEM电解水制氢是极具发展前景的绿色制氢技术路径。由于PEM电解槽的阳极处于强酸性环境（pH≈2）、电解电压为1.4~2.0V，多数非贵金属会腐蚀并可能与PEM中的磺酸根离子结合，进而降低PEM传导质子的能力。PEM电解槽的电催化剂研究主要是Ir、Ru等贵金属/氧化物及其二元、三元合金/混合氧化物，以钛材料为载体的负载型催化剂。PEM电解水系统，对水的导电率要求较高。
PEM电解水的工作原理 PEM电解水设备使用离子导电的固态聚合物而不是电解液来进行离子导通。 在两个电极之间有电压时，水分子中带负电荷的氧会在催化剂的作用下，从而在阳极产生质子，电子和O2。 H +离子通过质子传导聚合物流向阴极，在阴极吸收电子并变为中性H原子。 这些结合形成在阴极的H 2。 电解质和两个电极夹在两个双极板之间，这两个双极板将水输送到其中，将产品气体从电池中运出，导电并循环冷却液以冷却过程。 PEM水电解具有快速的动态响应时间，设备可调工作范围广和产气效率高，可与可再生能源完美结合的有前途的储能技术。 电解水是目前被认为是*具前景的可再生能源技术，尤其是PEM电解水，以其产率高，纯度高，经济效益好等优势受到关注。但是，作为电解水的主要部件MEA，对反应过程和性能限制的理解和深入研究非常重要。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。谁能推荐赛克赛斯怎样测试PEM电解水
欧洲Fraunhofer ISE的报告显示，碱性的电解水系统电堆便宜，PEM电解水系统电堆贵。是否有报道西门子PEM电解水用的质子交换膜
PEM水电解制氢已步入商业化早期，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，基于融合碱性水电解和PEM水电解各自优势的研究思路，采用碱性固体电解质替代PEM的碱性固体阴离子交换膜（AEM）水电解制氢技术成为新方向。另外选用聚芳醚酮和聚砜等廉价材料制备无氟质子交换膜，也是质子交换膜的发展趋势。是否有报道西门子PEM电解水用的质子交换膜
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