英译汉：Water electrolysis is an eco-friendly method for the utilization of renewable energy sources which provide intermittent power supply. Proton exchange membrane water electrolysis (PEMWE) has a high efficiency in this regard. However, the two-phase flow of water and oxygen at the anode side causes performance degradation, and various operating conditions affect the performance of PEMWE. In this study, the effects of four control parameters (operating temperature, flow rate, cell orientation, and pattern of the channel) on the performance of PEMWE were investigated. The effects of the operating conditions on its performance were examined using a 25 cm2 single-cell. Evaluation tests were conducted using in situ methods such as polarization curves and electrochemical impedance spectroscopy. The results demonstrated that a high operating temperature and low flow rate reduce the activation and ohmic losses, and thereby enhance the performance of PEMWE. Additionally, the cell orientation affects the performance of PEMWE owing to the variation in the two-phase flow regime. It was observed that the slope of specific sections in the polarization curve rapidly increases at a specific cell voltage.

水电解是利用提供间歇性电源的可再生能源的一种环保方法。质子交换膜水电解（PEMWE）在这方面具有高效率。然而，阳极侧水和氧气的两相流动会导致性能下降，并且各种操作条件都会影响PEMWE的性能。在这项研究中，研究人员调查了四个控制参数（操作温度、流速、电池方向和通道模式）对PEMWE性能的影响。他们使用25 cm2的单电池研究了操作条件对其性能的影响。通过原位方法如极化曲线和电化学阻抗谱进行了评估测试。结果表明，高操作温度和低流速可以降低活化损失和欧姆损失，从而提高PEMWE的性能。此外，由于两相流动模式的改变，电池方向会影响PEMWE的性能。观察到在特定的电池电压下，极化曲线中特定部分的斜率迅速增加。

什么是质子交换膜电解水（PEMWE）?

质子交换膜电解水（Proton Exchange Membrane Water Electrolysis，PEMWE）是一种利用电化学反应将水分解为氢气和氧气的过程。它使用质子交换膜作为电解质，这种膜能够允许质子（H⁺）通过，同时阻止离子（如Na⁺、Cl⁻等）通过。PEMWE因其结构紧凑、清洁和响应时间短等优点，已成为波动可再生能源转换和储存的一种有前景的解决方案。

为什么PEMWE在可再生能源转换和储存方面有前景?

PEMWE在可再生能源转换和储存方面具有以下前景：

1. 高效性和清洁性：PEMWE能够高效地将水转化为氢气和氧气，且整个过程不产生污染物。
2. 响应速度快：PEMWE的启动和停止速度快，能够迅速响应可再生能源的波动性。
3. 紧凑的设计：PEMWE设备体积小，便于集成到可再生能源发电系统中。
4. 与可再生能源的兼容性：PEMWE可以与风能、太阳能等可再生能源系统协同工作，有助于提高能源系统的灵活性。

PEMWE商业化应用面临哪些挑战?

PEMWE商业化应用面临以下挑战：

1. 成本高：PEMWE设备成本较高，主要由于使用的材料（如质子交换膜、贵金属催化剂）昂贵。
2. 效率不足：虽然PEMWE具有高效性，但其转换效率仍有提升空间。
3. 耐用性低：PEMWE的耐用性相对较低，需要定期维护和更换部件。
4. 技术成熟度：PEMWE技术尚处于发展阶段，需要进一步的技术创新和优化。

应力优化如何帮助实现高效稳定的PEMWE?

应力优化通过以下方式帮助实现高效稳定的PEMWE：

1. 改善组件接触：通过外部应力预紧，可以改善组件之间的电接触，提高电导率。
2. 减少机械降解：优化应力分布可以减少由于膜蠕变、不均匀的PTL纤维和流道等因素引起的不均匀应力分布，从而降低催化剂层的机械降解。
3. 提高稳定性：通过应力优化，可以延长PEMWE的寿命，提高其稳定性。

PEMWE中使用的铱和铂等材料为什么昂贵且稀缺?

PEMWE中使用的铱（Ir）和铂（Pt）等材料昂贵且稀缺的原因如下：

1. 稀有性：铱和铂在地壳中的含量非常低，属于稀有金属。
2. 催化活性：这些金属具有极高的催化活性，在PEMWE的阳极和阴极反应中起着关键作用。
3. 成本：由于稀有性和高催化活性，铱和铂的价格昂贵。