本装置由电解槽、气液处理器、整流装置、控制柜（计算机管理系统）、加 水泵、碱箱、水箱等几大部分组成。

  2.1 气体系统 当电解槽接通直流电源，电解电流上升到一定数值时，电解槽内的水 被电解成氢气和氧气。来自电解槽内各电解小室阴极侧的氢气和碱液，借 助 循 环 泵 的 扬 程 和 气 体 升 力 ，进 入 氢 分 离 洗 涤 器 的 分 离 段（ 制 氢 量 ≥ 80m3/h 的先进入碱液换热器，然后进入分离器），在重力的作用下氢气和碱液分离。 分离后的气体进入洗涤段，对气体进行冷却、洗涤（制氢量≥175m3/h 的无 洗涤）和除雾，然后进入贮罐待用（对 CNDQ 型制氢装置，气体再经过干燥 处理才进入贮罐）。

  水电解制氢装置由电解槽、气液处理器、整流装置、控制 柜（计算机管理系统）、加水泵、碱箱、水箱等组成。

  气体系统的工艺流程如下：当电解槽接通直流电源后，电 解电流上升到一定数值时，电解槽内的水被电解成氢气和氧气。 制氢量不小于 80m3/h 的氢气和碱液从电解小室阴极侧进入 氢分离洗涤器的分离段，然后在重力的作用下氢气和碱液分离。 分离后的气体经过冷却、洗涤（制氢量不小于 175m3/h 的 无需洗涤）和除雾，进入贮罐待用（对 CNDQ 型制氢装置， 气体再经过干燥处理才进入贮罐）。氧气分离过程基本相同。 氧气放空或进入贮罐待用。

  1. 水电解制氢装置的组成 本装置由电解槽、气液处理器、整流装置、控制柜（计算机管理系统）、加水泵、

  2.1 气体系统 当电解槽接通直流电源，电解电流上升到一定数值时，电解槽内的水被电解 成氢气和氧气。来自电解槽内各电解小室阴极侧的氢气和碱液，借助循环泵的扬 程和气体升力，进入氢分离洗涤器的分离段（制氢量≥80m3/h 的先进入碱液换热 器，然后进入分离器），在重力的作用下氢气和碱液分离。分离后的气体进入洗涤 段，对气体进行冷却、洗涤（制氢量≥175m3/h 的无洗涤）和除雾，然后进入贮罐 待用（对 CNDQ 型制氢装置，气体再经过干燥处理才进入贮罐）。

  统，补充被电解消耗的水。电解槽中的水，在直流电的作用下被分解成 H2 与 O2，并与循环电解液一起分别进入框架中的氢、氧分离洗涤器后进行气液 分离、洗涤、冷却。分离后的电解液与补充的纯水混合后，经碱液冷却器、

  随着环境污染日益严重，慢慢的变多的研究关注于绿色 无污染能源，其中氢能清洁无污染、高效、可再生，是未来最 有潜力的能源载体。利用电解水技术制氢是目前最有潜力的技 术，也是一种经济有效的技术。

  氢能是可以同时解决能源危机和环境污染问题的绿色 能源，存在广泛的应用前景，水作为一种地球含量丰富的可再 生资源，是制取氢能的重要原料之一。碱性电解水是目前应用 最为普遍的电解水制氢方法，但存在污染，效率低等问题。

  PEM 是加拿大氢能的一项新技术，是历经 10 年的项目 研究成果。2022 年加拿大氢能的 MW 级别的 PEM 电解槽正式 投产，事实上它很有优异的性能。PEM 水电解技术的特 点在于它用一种可以使质子透过而无法使气体透过的有机物 薄膜代替了传统碱性电解槽中的隔膜和电解质，从而使电解槽 的体积大大缩小，其核心部件由质子交换膜以及分布两侧的多 孔电极

  电解水生产氢气氧气是一个很成熟的工艺。其主要组成部分有：电解槽、气水分离罐、 加碱罐、洗涤罐、脱水罐、缓冲罐、冷却水箱等，电气、仪表及配套的设备元器件主要有： 直流电解电 源（简称电解电源）、电源冷却循环泵（简称电源冷却泵或电源泵）、电解液循 环泵（简称循环泵）、 电解系统冷却循环泵（简称电解冷却泵或冷却泵）、补水泵、电磁阀、 压力变送器、温度变送器、差压 变送器、流量计、压力表、减压阀、回火防止器、纯净水生

  PEM 电解水制氢原理是指利用聚合物电解膜(PEM)将水分解成氢 气和氧气的过程。电解膜是一种特殊的膜，它可以将水分子中的氢离 子和氧离子分开，从而让它们分别通过正极和负极电极，形成氢气和 氧气。

  PEM 电解水制氢原理是一种清洁、高效的氢气制备方法。相比于 传统的水热法制氢和化石燃料制氢，PEM 电解水制氢不仅仅可以实现连 续、自动化生产，而且不会产生有害的污染物和温室气体。

  PEM 电解水制氢技术已大范围的应用于氢能源、新能源汽车、化学 工业等领域。随着对清洁能源的需求不断的提高，PEM 电解水制氢技术 将在未来得到更广泛的应用和发展。

  PEM 电解水制氢原理是基于质子交换膜技术的一种电解水制氢技 术，其原理是将水分子分解成氢和氧气。在 PEM 电解水制氢过程中， 水被置于一个电解槽中，其中包含两个电极：一个阳极和一个阴极。 当电流通过电解槽时，阴极上的电子被氧化，而阳极上的电子被还原。 在这样的一个过程中，水分子被分解成氧气和氢气。质子交换膜用来分离氢 气和氧气，同时允许质子通过。因此，产生的氢气可以被收集和储存， 以用于燃料电池等应用。PEM 电解水制氢技术具有高效、清洁和可靠 的特点，因此慢慢的变成了了一种重要的氢气生产技术。

  高空电解水制氢安全制度 氢气是易燃易爆气体，氢气混 合或氢气与空气混合到特殊的比例，形成爆炸气体，遇到微火源（含 静电和撞击打火），就会引起严重的爆炸。确保制氢、用氢安全 是头等大事，特制定本安全制度，必须严格遵守。

  １、制氢、用氢人员，必须强化安全意识，牢固树立安全第 一思想，认真执行各项规章制度，切实做好安全工作。

  ２、电解水制氢操作人员一定经过严格训练，应真正了解掌 握电解水制氢设备原理、结构、性能和操作方法经考核合格方可 上岗。

  ３、任何人员不得携带火种进入制氢室。制氢和充灌气人员 工作时，不可穿戴易产生静电的化纤服装（如尼龙、睛纶、丙纶 等）及带钉的鞋作业，以免产生静电和撞击起火。

  PEM 电解水制氢技术是一种绿色环保的氢气制备技术，相比于传 统的氢气制备方法，它具有更高的能量转换效率和更低的污染排放。

  PEM 电解水制氢技术中的波动功率是指输入电源供应的功率出现 波动时它所带来的影响。波动功率的存在会导致 PEM 电解水制氢过程 中电解电容的产生，进而引起电极腐蚀和电解液降解等问题，对系统 的性能和寿命产生不良影响。

  为了解决波动功率对 PEM 电解水制氢技术的影响，现有的研究着 重于开发一些新的电解电容降解模型以便更加精确地表征它们的性能。 此外，还有一些其他的技术方法，例如在电解液中添加一些抑制电解 电容的剂，或使用一些特定的电容器来限制波动功率的影响。

  来源：现代化工 作者：纪钦洪,徐庆虎,于航,于广欣,刘强,肖钢 《巴黎协定》正加速全球能源体系从化石燃料为主向高效、可再 生的低碳能源体系转型。氢气来源广泛，热值高，清洁无碳，可储能、 发电、发热，灵活高效，应用场景丰富，被认为是推动传统化石能源 清洁高效利用和支撑可再次生产的能源大规模发展的理想能源载体，备受各 国青睐。美国、日本、德国等发达国家格外的重视氢能产业高质量发展，已将 氢能上升到国家能源战略高度，并推出相应的氢能发展规划和支持政 策。根据国际氢能委员会《Hydrogen Scaling Up》报告，工业、交 通、建筑供暖供电是氢能应用的重点领域，预测 2050 年氢能约占全 球能源需求的 18%[1]。 中国将氢能作为战略能源技术，给予持续的政策支持，推动产业 化进程。在政策、资金等多因素叠加催化下，近几年国内加氢站等基 础设施、产业链关键技术与装备得到发展

  目录 一、PEM 电解水制氢膜电极概述 二、PEM 电解水制氢膜电极的制备工艺 三、PEM 电解水制氢膜电极的关键材料 四、PEM 电解水制氢膜电极的性能及应用 五、PEM 电解水制氢膜电极的发展前途 正文 一、PEM 电解水制氢膜电极概述 PEM 电解水制氢膜电极，即质子交换膜电解水制氢膜电极，是一种利 用可再次生产的能源如太阳能、风能等进行水分解制氢的高效电极。PEM 电解水 制 氢 膜 电 极 主 要 由 质 子 交 换 膜 、阴 阳 极 催 化 剂 、阴 阳 极 多 孔 传 输 层 等 关 键 材 料 组 成 ，其 中 质 子 交 换 膜 起 到 传 导 质 子 、隔 离 氢 气 和 氧 气 的 作 用 ，还 为 催化剂提供支撑。 二、PEM 电解水制氢膜电极的制备工艺 PEM 电解水制氢膜电极的制备工艺最重要的包含以下几个步骤： 1.阴阳极催化剂的制备：一般会用湿化学法、溶胶 - 凝胶法、共沉 淀法等方法制备阴阳极催化剂。 2 .质 子 交 换 膜 的 制 备