PEM电解水系统成本结构解析

国外资料显示PEM制氢系统成本结构

国内翻译PEM制氢系统成本结构

一、PEM制氢系统BOP部分（占整个系统55%）

2）直流电压/电流传感器。

2.去离子水循环系统（占BOP22%）

1）氧气分离器

2）循环泵

3）各类阀门、管道等

4）仪表（压力、流量、温度、电导率等）

5）控制系统

3.制氢干燥纯化系统（占BOP20%）

1）氢气分离器

2）阀门、仪表（压力、温度、流量等）、管道等

3）控制系统

4.冷却系统（占BOP8%）

1）板式换热器

2）冷却泵

3）仪表、阀门、管路等

4）干式冷凝器

二、PEM电解水电堆结构（占整个系统45%）

1.双极板（占电解槽体53%）

极板有流道型式

极板无流道型式

2.气体扩散层GDL（PTL）（占电解槽体成本17%）

金属毡（阳极）和碳毡（阴极）示意图

3.密封部件（占槽体3%）

4.端板和组装（占槽体3%）

矩形和圆形面积

5.膜电极（MEA）（占槽体24%）（这部分如下单独展开）

1.MEA制备过程（占膜电极42%）

这部分是非常重要的一个环节，因应不同的生产规模，制程工艺也有多种选择。当然当下最流行的方式就是CCM，又可细分为热转印和双面直涂。本案例是基于双面直涂方式。

CCM生产步骤1：阴阳侧涂布

CCM步骤2：热转印复合

2.PEM膜（占膜电极21%）

目前水电解制氢所用PEM多为全氟磺酸膜，制备工艺复杂，长期被美国和日本企业垄断，如杜邦Nafion™系列膜、陶氏XUS-B204膜、旭硝子Flemion®膜、旭化成Aciplex®-S膜等。其中杜邦Nafion™系列膜具有低电子阻抗、高质子传导性、良好的化学稳定性、机械稳定性、防气体渗透性等优点，是目前电解制氢选用最多的质子交换膜。

3.OER侧催化层Lr（25%）

当前的阳极铱催化剂载量在4~12g/m2 量级，Ru 的电催化析氧活性高于Ir，但稳定性差；通过与Ir 形成稳定合金可提高催化剂的活性与稳定性。

氧化铱催化剂

4.HER侧催化层Pt（13%）

目前目标是膜电极上的铂族催化剂总负载量应降低到0.125 1.25g/m2，阴极Pt/C 催化剂的Pt 载量约为4~ 7g/m2。

由于各种产品的工艺差异、催化剂差异也导致不同家的产品成本构成会略有差异。

由于成本结构既取决于工艺手段，也取决于生产规模和单体大小。大概来说越小的电堆，越小的生产规范，相对单位成本会越高；另在目前PEM还未获得相对大规模的实际工程验证数据之前，为了尽可能有好的性能和寿命往往在设计和加工过程都留有较大的材料冗余。所以也会导致成本结构稍微失真。

以上资料仅能给您从实物结构层面提供个大概的参考！

原文始发于微信公众号（氢眼所见）：PEM电解水系统成本结构解析