文档介绍
实现碳达峰、碳中和为代表的“双碳”目标，核心问题是实现碳元素替代。氢元素与碳具有相似性，既可以作为化学物质使用，经过与碳、氧结合，成为有机化合物，使人类的物质生活五彩缤纷。原本物质属性的碳进入人类活动的物质流，并不会直接引起危害，关键是怎么样找到新的能源载体，代替发挥能源载体的碳。与此同时，氢作为能源载体，既可以用于能源储存，又方便进行远距离管道输送。当氢与氧结合，将能量释放以后变成水，不会对人类生存环境带来任何不利影响。因此，利用氢代替碳发挥能源载体的作用，是实现国家“双碳”目标的必然趋势，是社会可持续发展的必然选择[1-3]。在众多制氢方法中，电解水被认为是一种高效、大规模、清洁的制氢技术。如图1所示，目前所存在的3种常温电解水制氢技术，主要包括碱性水溶液电解、质子交换膜电解水和碱性离子膜电解水[4]，其技术特性比较如表1所示。图1图1???三种常温电解水制氢技术表1???常温电解水制氢主要技术特征比较项目碱性水溶液（AWE）质子交换膜（PEMWE）碱性离子膜（AEM）温度/℃70~9065~8565~85压强/bar1~321~351~32电流密度/A·cm-20.2~0.51.5~2.50.8~2.1能耗/kW·h·m-34.5~5.34.3~4.64.2~4.6电解液5~7mol/LKOH纯水1mol/LKOH/纯水隔膜石棉布、PPS布全氟磺酸膜阴离子膜阳极（析氧电极）不锈钢镀镍氧化铱镍网阴极（析氢电极）不锈钢镀镍贵金属铂碳NiFeCo合金双极板不锈钢镀镍不锈钢镀镍不锈钢镀镍边框与密封碳钢、聚四氟乙烯（PTFE）、三元乙丙橡胶（EPDM）PTFE、聚砜（PSU）、乙烯-四氟乙烯共聚物（ETFE）PTFE、EPDM技术成熟度974注：1bar=101.325kPa。新窗口打开|?下载CSV基于全氟磺酸膜的质子交换膜电解水具有电解电流密度大（500~2000mA/cm