国家标准计划《质子交换膜电解槽 第3部分:膜电极测试方法》由 TC309(全国氢能标准化技术委员会)归口 ,主管部门为国家标准委。
主要起草单位 中国科学院大连化学物理研究所 、中国标准化研究院等 。
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| 27.010 能源和热传导工程综合 |
氢能是一种清洁、高效的二次能源,是推动和支撑可再生能源大规模发展的理想载体,发展低碳清洁氢能已成为全球共识,电解水制绿氢技术的发展是低碳清洁氢气供给的突破口。
我国新能源发电占比逐年增高、功率大幅波动频繁,电网缺乏快速调峰调频手段。
PEM水电解制氢具备宽范围快速动态响应能力,在新能源消纳、高比例新能源电网功率动态平衡方面应用前景广阔。
由于良好的气体阻隔性和功率波动耐受性,PEM电解槽可在极宽的压力范围内运行。
膜电极是PEM电解槽的核心组成部分,其性能直接决定了电解槽的整体性能,包括电解效率、氢气产量和质量等。
高性能的膜电极能够在较低的电压下实现高效的水电解反应,提高能源转换效率,降低能耗。
膜电极的稳定性对于PEM电解槽系统的稳定运行也至关重要。
在电解过程中,膜电极需要承受高温、强酸性等苛刻的工作条件,如果膜电极的性能不稳定,容易出现催化剂失活、膜的降解等问题,导致电解槽的性能下降甚至失效,影响系统的长期稳定运行。
通过对膜电极的研究,可以进一步优化其结构和材料性能,提高质子传导率,降低电阻,从而提高电解槽的能源转换效率,减少能源浪费,使其在可再生能源制氢等领域更具竞争力,更好地满足能源转型的需求。
目前,PEM电解槽的成本相对较高,限制了其大规模推广应用。
研究膜电极的低成本制备技术,开发高性能、低成本的替代材料,如新型催化剂、质子交换膜等,可以有效降低膜电极的成本,进而降低整个PEM电解槽的制造成本,促进氢能产业的发展。
本文件规定了总体要求、厚度均匀性测试、铂族金属担载量测试、极化曲线测试、电化学活性面积测试、渗氢测试、电绝缘性测试、膜电极封装材料老化测试等部分。本文件适用于质子交换膜电解槽膜电极的测试。