优势互补的PEM，AEM电解槽

一、PEM与AEM：不是对立，而是互补

PEM电解槽依靠质子交换膜传导H⁺离子，催化剂多为铂、铱等贵金属，系统结构紧凑、效率高、压力适应性强，适合高端工业制氢、航天、军用等场景。但其存在三大问题：

·催化剂成本极高，且资源稀缺

·膜材料长期依赖进口，卡脖子风险高

·高纯水运行要求增加系统复杂性和运维成本

相比之下，AEM采用碱性工作环境，传导OH⁺离子，可使用非贵金属催化剂（如NiFe、Co、Mn）和低成本聚合物膜，具备以下特点：

因此，PEM适合对性能要求极高的核心场景，而AEM则更具成本效益优势，更适合规模化推广、绿色能源配套、分布式制氢等新兴市场。

二、AEM当前面临的核心挑战

尽管具备理论优势，AEM技术距离广泛商用仍存在一定差距。其发展瓶颈不仅是“膜的问题”，更涉及材料体系、界面工程、系统设计等多维度挑战：

1.膜材料的稳定性和导电性仍需突破

AEM膜需要同时具备以下性能：

·强碱稳定性（抵抗脱氮、链断裂）

·高OH⁻导电率（>50 mS/cm）

·良好机械强度与柔韧性

·可批量制备的工艺性

但目前主流膜材料普遍存在“使用寿命短、导电性不足”的问题，实际运行寿命多在3000–8000小时，难以满足长期工业运行需求。导电性与膜厚度之间也存在权衡，薄膜导电性强但易损，厚膜耐久性好但电阻高。

3.工程化和系统控制仍处初级阶段

AEM堆体装配、气液管理、PID控制、电源适配等方面尚未形成成熟的工程体系。系统层面仍面临：

·堆体一致性与可维护性差

·系统打造成本较高

·自动控制/数据采集平台薄弱

要实现工程级系统可靠性，需从设计—制造—测试全过程形成闭环迭代机制。

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