阳极IrRuOx复合催化层-PEM电极膜电极

和碱性电解水制氢技术相比，PEM电解水制氢技术具有电流密度大、氢气纯度高、响应速度快等优点。

PEM电解槽的电流密度更大，通常在10000 A/m2以上。

PEM电解槽的产氢纯度通常在99.99%左右。由于PEM电解槽使用纯水作为电解原料，产生的氢气中不会带入碱雾，有利于提升氢气品质。

另外，质子交换膜的气体渗透率低，这有助于避免氢气和氧气的气体交叉渗透现象。

PEM电解槽无需严格控制膜两侧压力，具有快速启动停止和快速功率调节响应的优势，适用于可再生能源发电波动性输入

PEM电解水制氢技术目前设备成本较高，PEM电解槽的单位成本仍然远高于碱性电解槽。

由于PEM电解槽需要在强酸性和高氧化性的工作环境下运行，因此设备对于价格昂贵的贵金属材料如铱、铂、钛等更为依赖，导致成本过高。

PEM电解水制氢技术基本成熟，进入了商业化早期阶段。

但PEM电解水制氢技术仍然存在成本高的问题，包括质子交换膜、催化剂、气体扩散层与双极板等关键技术，进一步降低成本。

PEM电解槽内的阳极材料需要在酸性环境下工作，环境条件非常苛刻，所以需要耐腐蚀、耐强氧化环境，同时又能导电，且提高反应速度的材料（特别注意金属易被腐蚀,导致金属离子浸出,污染膜电极）

(1)双极板是pem电解水制氢设备的核心零部件,主要作用有支撑扩散层、传导气体和冷却水(同时作为反应物)、传递电解电流和电堆产热的传导等（流畅直接直接影响性能）

(2)膜电极（membrane electrode assembly，MEA）是质子交换膜电池的核心组成成分

分别由质子交换膜（proton exchange membrane，PEM）、催化层（catalyst layer，CL）和扩散层（gas diffusion layer，GDL）三部分组成。

(3)用于电解的阳极多孔传输层

电解（制氢）钛多孔传输层，厚薄影响更低的氧化率、以及水汽穿透性。多孔钛有多种尺寸和厚度，并且需要涂上催化剂，例如铂，以提高导电性和抗氧化性。

钛烧结多孔片，在确定阳极性能方面发挥着至关重要的作用。为了用于高性能电解，我们建议薄钛烧结体（孔隙率%40-70之间）、兼容的膜电极

(4)用于阴极气体扩散层特性

气体扩散层 (GDL) 是电化学过程的关键组件，在PEM电池中，多孔碳允许气体和液体同时通过介质传输，并为电子从反应区移动到集电器提供电气路径，

碳基 GDL不能在电解槽阳极上使用。阳极上的反应会导致碳降解。碳GDL将被消耗，导致阳极电催化剂和阳极流场或阳极集电器之间的电接触不良，最终使电解槽完全停止运行。

碳气体扩散层在电化学电池中发挥着非常重要的作用。其中一些功能包括，通过从催化剂层去除副产物水来防止溢流、在操作期间传递热量、提供从流动通道到催化剂层的气体扩散路径以及机械增强MEA，

扩散电极必须具备适当的疏水性，一方面保证反应气体能够顺利经过短的通道到达催化剂，另一方面确保生成的产物水能够润湿膜，同时多余的水可以排出防止阻塞气体通道