＊孙流莉 刘晨阳 赵宇峰

（1.国家电投集团氢能科技发展有限公司 北京 100076 2.长春绿动氢能科技有限公司 吉林 130000）

1.引言

2020年“双碳”目标的提出，促使氢能产业进入快速发展阶段，由绿电耦合绿氢构成的“电氢”体系，将成为未来新型能源的主体体系。为保证“电氢”能源体系的效率和安全，现有电解制氢装备的改进升级、新型装备的开发，已经成为当前氢能产业发展的主要研究领域之一[1]。电解水制氢技术主要包括碱液电解（ALK）、质子交换膜电解（PEM）、阴离子交换膜电解（AEM）和固体氧化物电解（SOEC）四种类型[2]，其中碱液电解和质子交换膜电解目前可满足大规模商业化需求。相比碱液电解，PEM电解技术具有电流密度大、变载响应快、功率调节范围广、运维成本低等特点，是当前可再生能源水电解制氢领域的研究热点[3]。PEM电解槽结构示意图如图1所示，一般包括催化剂、质子交换膜、多孔扩散层、双极板、集电极等多种核心材料及组件，各项材料的性能对电解槽的安全性和寿命起到决定性作用。

图1 PEM电解槽原理示意图

可再生能源制氢产业的迅猛发展，对PEM制氢装备的大型化、低成本和长寿命方面都提出了更高的要求。目前PEM电解槽的研究热点主要在大型化和低成本方向，对耐久性研究起步较晚，并且暂未有广泛认可的评价标准。在风光等波动性电源应用场景下，频繁变化的输入条件对电解槽内部的材料特性将会产生何种影响，电解槽性能和寿命会发生何种变化，以及如何缓解输入条件波动性带来的不利影响，这些方面亟需加快研究。……