质子交换膜电解水可普遍应用于燃料电池、电解水、氯碱工业等领域。PEM燃料电池及电解水发展迅速，国内外市场都呈现出较快的需求增长和广阔的发展前景。从2011年到2019年，PEM燃料电池出货量占比从44.9%进一步提升至82.7%，可见，全球PEM燃料电池出货量高速增长。依据中国氢能联盟对未来燃料电池系统成本的预测以及美国能源部披露的成本结构，综合测算，燃料电池应用领域每年为质子交换膜电解水带来的市场增量将持续增长，到2025年、2035年和2050年将分别为9.80亿、49.01亿和67.39亿，非常可观。目前，全世界的氢产量约为70mt，主要消费方向以石油炼制、化工原料为主。上海大电流密度电解水工艺
我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，形成长三角、珠三角、京津冀等氢能产业热点区域。水电解制氢是指水分子在直流电作用下被解离生成氧气和氢气，分别从电解槽阳极和阴极析出。根据电解槽隔膜材料的不同，通常将水电解制氢分为碱性水电解（AE）、质子交换膜（PEM）水电解以及高温固体氧化物水电解（SOEC）。目前SOEC制氢技术仍处于实验阶段。上海大电流密度电解水工艺在2045—2070年，新增PEM水电解装置装机容量不断加大，同时Ｉｒ资源的回收利用量也不断加大。
2020年9月，在第七十五届大会一般性辩论上，中国提出力争20３0年实现碳达峰、20６0年实现碳中和的目标。在实现目标的过程中，氢能的应用除了可以减少碳排放、助力碳达峰，还可以通过氢与二氧化碳反应制成有机化学品，实现碳中和。氢能在能源供给侧和消费终端转型发展中可以发挥重要作用。在能源供给侧，氢能可以消纳可再生能源电力，实现能量在时间上的存储和空间上的转移。相对于其他储能方式，氢能具备规模优势；在能源消费终端，氢能可以实现零排放、零污染，减少碳排放。
阳极反应过电势与阴极反应过电势的大小，是水电解制氢效率高低的主要影响因素之一，通常阳极反应过电势远远高于阴极反应过电势。PEM水电解制得的氢气纯度高，而且其制氢负荷可以实现在0～1之间智能连续自动化控制，因而PEM水电解制氢逐步取代了传统的碱水制氢和氢气瓶组等方式。由于氢气可以大规模长时间存储，相对于其他储能方式，在时间尺度和规模尺度上均有明显优势；结合可再生能源电力的波动性，可以充分发挥氢气的储能优点，并实现大规模低成本制氢。在PEM水电解过程中，电解槽阳极的析氧反应是该过程的速控步骤。长期被国外少数厂家垄断，质子交换膜电解水电解水价格高达几百~几千美元/m2。
在技术层面，电解水制氢主要分为AWE、PEM水电解，固体聚合物阴离子交换膜（AEM）水电解、固体氧化物（SOE）水电解。其中，AWE是较早工业化的水电解技术，已有数十年的应用经验，较为成熟；PEM电解水技术近年来产业化发展迅速，SOE水电解技术处于初步示范阶段，而AEM水电解研究刚起步。从时间尺度上看，AWE技术在解决近期可再生能源的消纳方面易于快速部署和应用；但从技术角度看，PEM电解水技术的电流密度高、电解槽体积小、运行灵活、利于快速变载，与风电、光伏（发电的波动性和随机性较大）具有良好的匹配性。随着PEM电解槽的推广应用，其成本有望快速下降，必然是未来5~10a的发展趋势。SOE、AEM水电解的发展则取决于相关材料技术的突破情况。将可再生能源发电转化为氢气，可提高电力系统灵活性，正成为可再生能源发展和应用的重要方向。河北进口电解水先进公司
阴离子交换膜电解水制氢（AEM）以阴离子交换膜作为电解质隔膜，目前仍处于实验室阶段。上海大电流密度电解水工艺
随着环保压力的不断加大，以及可再生能源成本持续降低等因素，越来越多的地区都开始大力推动从传统化石能源转向可电解水膜，质子交换膜，阴离子交换膜，氢健康产品，全球很多大型企业也纷纷加入了全球电解水膜，质子交换膜，阴离子交换膜，氢健康产品计划。全球人口增长速度明显放缓，经济增速小幅下降将成为经济社会发展的大趋势。**乐观属贸易，预测后期世界相关产业经济将以3.5%增速增长，其他机构基本预测在3%左右。环保压力的不断加大，以及电解水膜，质子交换膜，阴离子交换膜，氢健康产品成本持续降低等因素，越来越多的地区都开始大力推动从传统化石能源转向可再生能源，全球很多大型企业也纷纷加入了全球可再生能源计划RE100，以实现可再生能源的使用。随着中国能源结构转型升级的加速、全球能源供需格局的变化，能源行业出现了新的挑战和机遇。未来能源行业将面临的主要变化包括：对低碳清洁能源需求量上升，创新技术加速涌入能源行业，中国能源行业全球化发展加深。上海大电流密度电解水工艺
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