聚合物電解質膜水電解器用質子交換膜的研究進展

陳俊良，余軍，張夢莎

聚合物電解質膜水電解器用質子交換膜的研究進展

陳俊良1，2，余軍1，2，張夢莎1，2

（1武漢理工大學材料復合新技術國家重點實驗室，湖北武漢 430070；2武漢理工大學燃料電池湖北省重點實驗室，湖北武漢 430070）

聚合物電解質膜水電解器（PEMWE）是一種清潔環保的電解水制氫技術，具有效率高、氫氣純度高、無污染、能耗低等特點，在再生能源領域具有非常廣闊的發展前景。質子交換膜是PEM水電解器的核心關鍵材料，是膜電極的心臟部件，但質子交換膜的成本和性能大大限制了其商業化發展。因此，尋找和開發新型材料成為解決這兩大問題和推進商業化進程的必然選擇。本文首先介紹了PEMWE用質子交換膜的特性，然后通過對全氟磺酸質子交換膜的改性、合成有機/無機納米復合質子交換膜和無氟質子交換膜研究方向的原理、特點、應用實例和新進展等方面的分析，闡述了不同研究方向的優勢和存在的不足。通過對上述3個主要研究方向的概括和評述，認為無氟質子交換膜，尤其是嵌段型無氟磺化質子交換膜，是PEM水電解器用質子交換膜今后的發展方向。

水電解器；聚合物電解質膜；再生能源；質子交換膜

當今世界社會經濟發展迅速，能源需求不斷增大，發展過程中面臨諸多問題。目前，能源短缺與環境問題成為人類發展過程中所面臨的兩大主要問題。氫能由于具有資源豐富、可再生、可存儲且清潔環保等優點而備受世界各國矚目[1-2]。……