质子交换膜电解水制氢关键技术及应用

基于可再生能源电解水制氢是碳达峰、碳中和战略的重要支撑。质子交换膜（PEM）电解水制 氢是一 种重要的制备高纯度氢与高纯度氧的技术，具有高能效、产气纯度高、产气压力高、设备占 地面积小等技术优势，可广泛使用太阳能、风能等可再生能源，是下一代氢源技术的主要方向。大 连化物所自1994 年起从事 PEM水电解关键材料、部件、电堆以及系统等研究。形成了PEM水电 解制氢的自主知识产权体系。多年来，大连化物所承担 国家、中国科学院及省市级PEM电解水制 氢项目，针对能源波动输入下电解池高效自适应机制等科学问题和低能耗耐压电解池设计等技术 挑战，突破了低能耗、适应可再生能源波动性的质子交换膜电解水制氢关键部件、大气量耐压电解 槽、及制氢系统的设计、集成、控制管理、模块化耦合技术，开发出适应大电流密度的 高通量长寿命 膜电极、薄层钛双极板、耐高压电解槽、高效快速自适应系统集成等关键技术，研制出具有一键启 停、远程控制、氢气浓度超标自动安全保护等功能的电解水系统，生产每立方米氢气的能耗仅4.13 千瓦时，达到国际先进水平，实现国内首套兆瓦级系统示范应用，并通过技术许可、技术开发等带 动和引领高效绿色制氢技术的产业化发展。大面积膜电极、大气量电解槽、国内首套兆瓦级系统及 示范应用。