PEM材料研究

作为水电解槽膜电极的核心部件，质子交换膜不仅传导质子，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。

目前水电解制氢所用质子交换膜多为全氟磺酸膜，制备工艺复杂，长期被美国和日本企业垄断，如科慕Nafion™系列膜、陶氏XUS-B204膜、旭硝子Flemion®膜、旭化成Aciplex®-S膜等。其中科慕Nafion™系列膜具有低电子阻抗、高质子传导性、良好的化学稳定性、机械稳定性、防气体渗透性等优点，是目前电解制氢选用最多的质子交换膜。

长期被少数厂家垄断，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，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。Ballard公司开发出部分氟化磺酸型质子交换膜BAM3G，热稳定性、化学稳定性、机械强度等指标性能与Nafion™系列膜接近，但价格明显下降，有可能替代Nafion™膜。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。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。

来源：现代化工
作者：纪钦洪,徐庆虎,于航,于广欣,刘强,肖钢
原标题：《质子交换膜水电解制氢技术现状与展望》

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