国内质子交换膜生产企业近年国产替代正在提速。 一方面,国内企业在不断提升产品品质的同时,加快验证扩大应用。其中,东岳同时进入五大燃料电池汽车示范城市群,已累 计装车超300台,在氢能重卡、公交等领域开启示范运营;2022年冬奥会配套的200辆氢能大巴使用了绿动
质子交换膜主要应用是质子交换膜燃料电池,燃料电池在商业和军事应用具有广泛的应用,包括航空航天、汽车和能源。质子交换膜燃料电池具有工作温度低、启动快、比功率高、结构简单、操作方便等优点,电动汽车、固定发电站等的首选能源。在燃料电池内部,质子交换膜为质子的迁移和输送提供通道,它的好坏直接影响电池的使用寿命。随着燃料电池需求量的增加,我国质子交换膜市场规模逐年增加,其中2022年中国质子交换膜市场规模同比增长13.7%。
质子交换膜燃料电池在国民经济中的各个领域,应用广泛。国外企业在中国有大量的投资,从而中国制造未来的竞争力也成为关注的焦点。中国目前是全球最大的电池出口国,其中美国大部分的消费产品都是中国制造,其中也包括出自美国和其他国外企业在中国所设工厂的产品。近几年中国劳工成本快速上升,环保及社会福利成本增加,人民币汇率也不断升高,对中国质子交换膜燃料电池产业竞争力影响很大。
根据中研普华研究院撰写的《2023-2028年中国质子交换膜行业发展现状分析及投资前景预测研究报告》显示:
质子交换膜(Proton Exchange Membrane,PEM),也叫质子膜或者氢离子交换膜,是一种致密的离子选择性透过的膜,最 早应用于海水淡化与氯碱工业,近年来,随着燃料电池、液流电池等新能源技术的发展,质子交换膜成为新能源领域的关键 材料,广泛应用于电解水制氢、燃料电池以及全钒液流电池等领域。
目前市面上主要使用的是全氟磺酸质子交换膜:其主链主要是由高度疏水的碳氟骨架构成,而亲水磺酸基则分布在侧链上, 这些基团容易聚在一起形成若干富离子区域,这些富离子区域彼此相连形成有利于质子传递的通道,从而形成较高的质子导 电能力。而由于主链的碳氟结构,使得膜具有优异的化学稳定性、水稳定性和较高的机械稳定性。
质子交换膜的工业化历程始于20世纪70年代,最早由美国杜邦公司开发全氟磺酸离子分离膜并将其应用于氯碱工业,后续美 国通用公司将全氟磺酸膜应用于质子交换膜燃料电池,美国GE公司将全氟磺酸膜应用于电解制氢技术。 国内方面,东岳集团2010年宣布中国自主研发的全氟离子膜和燃料电池膜实现国产化,其子公司东岳未来氢能公司质子交换 膜项目一期投产,产能达50万平米/年。
在质子交换膜燃料电池运行过程中,随着负载功率的变化,电池组内部的工况也要相应改变,以保持电池内部电化学反应的正常进行。对质子交换膜燃料电池运行影响最大的两个因素是电池内部的湿度与温度。因此,在电池系统中需要配置燃料电池湿度与温度调节单元,以便使质子交换膜燃料电池在负荷变化时仍工作在最佳工况下。
质子交换膜由于制备工艺复杂,长期被杜邦、戈尔、旭硝子等美国和日本少数厂家垄断。 杜邦是全球最早开发并销售质子交换膜的企业,早在1962年就开发出性能优良的全氟磺酸型质子交换膜,即Nafion系列产品, 截至目前Nafion膜也是全球使用最广泛的。 美国戈尔具有超过25年的增强型质子膜的开发和制造经验,公司更专注于燃料电池膜的研发,其开发的SELECT系列增强型质 子膜凭借超薄、耐用、高功率密度的特性,占据全球主要燃料电池市场。
国内质子交换膜生产企业近年国产替代正在提速。 一方面,国内企业在不断提升产品品质的同时,加快验证扩大应用。其中,东岳同时进入五大燃料电池汽车示范城市群,已累 计装车超300台,在氢能重卡、公交等领域开启示范运营;2022年冬奥会配套的200辆氢能大巴使用了绿动氢能的质子交换膜 产品;浙江汉丞、科润新材料等企业也实现了小批量的供货。
另一方面国内多家企业进行产能扩建,以提升规模和成本价格优势。其中,科润新材料拟在江苏淮安和江苏苏州各建设100万 平米/年质子交换膜项目,目前两个项目均已开工;东岳集团除已投产50万平米/年产能外,仍有100万平米/年产能规划建设, 同时2022年11月,东岳披露未来还将建设500万平米/年质子交换膜项目。 同时,东材科技、泛亚微透、万润股份等新进入者也积极布局,其中,东材科技50万平米/年质子交换膜预计2023年建成投产; 泛亚微透联合多家公司成立源氢新能源(泛亚微透参股25%),拟建设150万平米氢质子交换膜产业化项目,该项目已于2022 年8月开工;万润股份拟实现无氟质子交换膜的产业化。
质子交换膜行业报告对中国质子交换膜行业的发展现状、竞争格局及市场供需形势进行了具体分析,并从行业的政策环境、经济环境、社会环境及技术环境等方面分析行业面临的机遇及挑战。还重点分析了重点企业的经营现状及发展格局,并对未来几年行业的发展趋向进行了专业的预判。未来,质子交换膜行业发展前景如何?想了解关于更多行业专业分析,请点击《2023-2028年中国质子交换膜行业发展现状分析及投资前景预测研究报告》。
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2023-2028年中国质子交换膜行业发展现状分析及投资前景预测研究报告
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