我所2021 级博士生袁述在国际知名期刊 Progress in Energy and Combustion Science （IF:35.3）发表题为“Bubble evolution and transport in PEM water electrolysis: Mechanism, impact, and management” 的综述文章。

论文聚焦目前热点的PEM电解水技术，主要包括：

（1）PEM电解池中气泡成核、生长、脱离的演化（evolution）过程，以及气泡穿过催化层、多孔传输层（PTL）和双极板及其界面的传输（transport）过程。PEMWE中的气泡evolution过程包括成核、生长和脱离，其行为受到了PEMWE中MEA的结构，以及所构建出的三相界面的影响。脱离表面后，气泡经历了复杂蜿蜒的传输过程，PEMWE中由于阳极充满了液态水，产生的氧气以气泡的形式穿过PTL离开阳极CL，然后到达流场，在水流的驱动下进一步从电解池中排出。

（2）气泡对PEM电解池的影响机制，以及由于气泡行为而导致的对电解池的正面与负面影响。目前在相同的贵金属催化剂负载下，在提高电流密度方面已经取得了较大进展。然而，随着电流密度的增加，电解过程中产生的气泡对电解效率的负面影响越来越大。一方面，较低的气泡的evolution效率提高了催化表面附近的气体过饱和度，增加了传质损失；而另一方面，气泡又掩盖了催化表面，导致活性催化表面积的损失。另外在气泡的传输过程中，稳态时和变载时存在气泡的累积问题，也导致了性能的不稳定。

（3）目前最先进的气泡管理方法。通过合理的催化层、PTL、双极板设计，以及电解制氢系统控制等方法，能够显著地提高PEMWE的性能和运行稳定性。

（4）阴离子交换膜电解池（AEMWE）相关讨论。由于PEM电解水和阴离子交换膜电解池之间的相似性，论文也讨论了阴离子交换膜电解池中的气泡管理。

（5）总结和展望。最后，论文回顾了目前PEM电解水气泡管理中尚未明晰的微尺度传输问题以及目前气泡管理手段的不足，总结了PEM电解池中气泡行为的理想状态，并展望了未来的研究方向。该工作对下一代PEM电解池的开发与构建具有一定指导作用。

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