阴离子交换膜电解水的阳极多孔传输层结构优化研究进展

薄德臣; 孙心雨; 陈宝宽; 倪源满

doi:10.14045/j.cnki.15-1220.2026.03.001

内蒙古民族大学学报（自然科学版） ›› 2026, Vol. 41 ›› Issue (3) : 1 -12. DOI: 10.14045/j.cnki.15-1220.2026.03.001

阴离子交换膜电解水的阳极多孔传输层结构优化研究进展

薄德臣, 孙心雨, 陈宝宽, 倪源满

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摘要

阴离子交换膜电解水（AEMWE）结合了碱性电解水的低成本优势与质子交换膜电解水（PEMWE）的高效、紧凑特性，是当前绿氢领域的研究热点。然而，阳极侧氧气析出反应（OER）存在动力学缓慢、高电位下的结构失稳以及多相传输效率低下等问题，成为制约AEMWE性能提升与长期稳定运行的关键因素。聚焦AEMWE阳极多孔传输层（PTL）结构的优化设计与构效关系，系统综述该领域近年来的研究进展。首先，从阳极PTL的结构参数调控（孔隙率、孔径梯度、厚度）与表面性质改性（亲疏水处理、表面形貌构筑）2个方面，分析PTL对电子传导、物质传输及气泡行为的影响机制。其次，重点探讨一体化阳极电极的构筑策略，包括催化剂涂层多孔传输层（CCPTL）结构、原位生长自支撑电极以及膜-电极一体化设计，总结其在增强界面活性、降低接触电阻、稳定性提升方面的优势与挑战。在此基础上，总结阳极微观结构（孔隙结构、阵列形貌、界面结合状态）与宏观性能（活性、传质、稳定性）之间的内在关联。最后，提出未来研究应重点关注多场耦合作用下三相界面的动态演变、一体化电极在波动工况下的失效机制以及构效关系的定量解析等关键方向，以期为AEMWE阳极的理性设计与高性能膜电极的开发提供理论指导。