2023質(zhì)子交換膜行業(yè)發(fā)展現(xiàn)狀及投資前景

• 吳亞楠 2023年5月20日 來源：互聯(lián)網(wǎng) 471 24
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質(zhì)子交換膜被稱為“氫能芯片”的膜片，是氫燃料電池車的核心部件之一。如今，全球能夠滿足車用氫能燃料電池商用技術(shù)要求、實(shí)現(xiàn)量產(chǎn)的，東岳是僅有的兩家企業(yè)之一。

近年來，隨著燃料電池、液流電池等新能源技術(shù)的發(fā)展，質(zhì)子交換膜成為新能源領(lǐng)域的關(guān)鍵材料，廣泛應(yīng)用于電解水制氫、燃料電池以及全釩液流電池等領(lǐng)域。質(zhì)子交換膜被稱為“氫能芯片”的膜片，是氫燃料電池車的核心部件之一。如今，全球能夠滿足車用氫能燃料電池商用技術(shù)要求、實(shí)現(xiàn)量產(chǎn)的，東岳是僅有的兩家企業(yè)之一。

根據(jù)中研普華研究院撰寫的《2023-2028年中國質(zhì)子交換膜行業(yè)發(fā)展現(xiàn)狀分析及投資前景預(yù)測研究報(bào)告》顯示：

質(zhì)子交換膜(Proton Exchange Membrane，PEM)是質(zhì)子交換膜燃料電池(Proton Exchange Membrane Fuel Cell，PEMFC)的核心部件，對(duì)電池性能起著關(guān)鍵作用。它不僅具有阻隔作用，還具有傳導(dǎo)質(zhì)子的作用。

2023質(zhì)子交換膜行業(yè)發(fā)展現(xiàn)狀及投資前景

質(zhì)子交換膜的工業(yè)化歷程始于20世紀(jì)70年代，最早由美國杜邦公司開發(fā)全氟磺酸離子分離膜并將其應(yīng)用于氯堿工業(yè)，后續(xù)美國通用公司將全氟磺酸膜應(yīng)用于質(zhì)子交換膜燃料電池，美國GE公司將全氟磺酸膜應(yīng)用于電解制氫技術(shù)。

國內(nèi)方面，東岳集團(tuán)2010年宣布中國自主研發(fā)的全氟離子膜和燃料電池膜實(shí)現(xiàn)國產(chǎn)化，其子公司東岳未來氫能公司質(zhì)子交換膜項(xiàng)目一期投產(chǎn)，產(chǎn)能達(dá)50萬平米/年。

目前市面上主要使用的是全氟磺酸質(zhì)子交換膜：其主鏈主要是由高度疏水的碳氟骨架構(gòu)成，而親水磺酸基則分布在側(cè)鏈上，這些基團(tuán)容易聚在一起形成若干富離子區(qū)域，這些富離子區(qū)域彼此相連形成有利于質(zhì)子傳遞的通道，從而形成較高的質(zhì)子導(dǎo)電能力。而由于主鏈的碳氟結(jié)構(gòu)，使得膜具有優(yōu)異的化學(xué)穩(wěn)定性、水穩(wěn)定性和較高的機(jī)械穩(wěn)定性。

基于電解水、燃料電池和液流電池中所起到的關(guān)鍵作用，質(zhì)子交換膜需具備：高的質(zhì)子導(dǎo)電率、較好的化學(xué)及物理穩(wěn)定性、適度的吸水性、較好的力學(xué)強(qiáng)度、較低的尺寸變化率、較低的氣體滲透率、高選擇性離子傳輸能力，同時(shí)還應(yīng)具備較高的機(jī)械強(qiáng)度、可加工性好以及適當(dāng)?shù)男詢r(jià)比。

全氟磺酸質(zhì)子交換膜上游主要包括基礎(chǔ)材料和過程材料兩個(gè)部分：基礎(chǔ)材料即螢石，其與硫酸反應(yīng)后生成氫氟酸，再和氯仿反應(yīng)，生成后續(xù)樹脂制備所需的原材料二氟一氯甲烷(R22)。過程材料主要為全氟磺酸樹脂及其共聚單體TFE、PVSE等。

下游應(yīng)用方面，全氟磺酸質(zhì)子交換膜可廣泛應(yīng)用于氯堿工業(yè)、燃料電池、電解水、液流電池等領(lǐng)域。

全氟磺酸樹脂(PFAR)是全氟磺酸質(zhì)子交換膜的關(guān)鍵原材料，其主鏈、側(cè)鏈均為氟碳結(jié)構(gòu)，側(cè)鏈上帶有磺酸基團(tuán)，可通過全氟磺酰氟樹脂(PFSR)經(jīng)水解轉(zhuǎn)型后制得，而PFSR是四氟乙烯(TFE)與含有磺酰氟基團(tuán)的全氟烷基乙烯基醚(PVSE)共聚得到的聚合物。

聚合單體TFE在工業(yè)上通過二氟一氯甲烷(R22)熱解法制備，另一聚合單體PVSE則可通過TFE、三氧化硫以及六氟環(huán)氧丙烷反應(yīng)制得，其反應(yīng)條件苛刻，大規(guī)模生產(chǎn)難度較大，后聚合反應(yīng)對(duì)產(chǎn)品穩(wěn)定性要求很高，代表了化學(xué)工業(yè)的較高水平。

PFSR的聚合工藝主要有本體聚合、溶液聚合、乳液聚合以及超臨界CO2聚合等四種工藝，其中本體聚合與溶液聚合在工業(yè)生產(chǎn)的應(yīng)用較多，同時(shí)為了在反應(yīng)中減少有機(jī)溶劑的使用，后續(xù)也開發(fā)出乳液聚合以及超臨界CO2聚合工藝，聚合產(chǎn)物PFSR經(jīng)過水解轉(zhuǎn)型得到的PFAR即可用于后續(xù)質(zhì)子交換膜的制備。

除單體制備、單體聚合外，質(zhì)子交換膜生產(chǎn)的第三大環(huán)節(jié)即為薄膜加工。以全氟磺酸質(zhì)子交換膜為例，質(zhì)子交換膜成膜工藝主要包括熔融擠出法、溶液流延法、鋼帶流延法以及卷材流延法等。

質(zhì)子交換膜龍頭企業(yè)發(fā)展現(xiàn)狀

加快氫能和儲(chǔ)能上游產(chǎn)業(yè)發(fā)展。加大力度發(fā)展制氫產(chǎn)業(yè),支持開展質(zhì)子交換膜電解水制氫(PEM)技術(shù)研發(fā),推動(dòng)隆基氫能等企業(yè)實(shí)現(xiàn)堿性水電解槽滿產(chǎn),支持中弗(無錫)新能源等企業(yè)攻克固體氧化物電解水技術(shù)成套工藝,支持引進(jìn)玉柴氫能源高效PEM電解制氫。

山東已經(jīng)成為全省乃至全國氫能產(chǎn)業(yè)的重要集聚地和先行示范區(qū),為氫能領(lǐng)域科技創(chuàng)新轉(zhuǎn)化和企業(yè)項(xiàng)目投資發(fā)展提供了優(yōu)沃土壤。 此次國內(nèi)最大的質(zhì)子交換膜電解水制氫裝備工廠的投產(chǎn),將有力促進(jìn)佛山氫能產(chǎn)業(yè)規(guī)?；夯l(fā)展。

今年，桓臺(tái)縣樹牢“產(chǎn)業(yè)為王、項(xiàng)目為王、企業(yè)為王”理念，推動(dòng)項(xiàng)目建設(shè)提速、提質(zhì)、提效，加快塑造高質(zhì)量發(fā)展新動(dòng)能新優(yōu)勢，全力打造千億級(jí)地標(biāo)產(chǎn)業(yè)集群。近年來，泰禾環(huán)保先后獲評(píng)山東省專精特新“小巨人”企業(yè)和山東省“瞪羚”企業(yè)。陶瓷膜相關(guān)技術(shù)被國家科技成果中心和中國膜工業(yè)協(xié)會(huì)雙雙評(píng)為“國際先進(jìn)”，并被列入國家水利部重點(diǎn)推廣技術(shù)目錄。圍繞氟化工、硅化工和膜樹脂配套等拉伸產(chǎn)業(yè)鏈，桓臺(tái)縣建成了從氟化工基礎(chǔ)材料，到綠色含氟高分子材料及其深加工，以至到尖端技術(shù)全氟離子交換樹脂及離子膜等組成的高新技術(shù)產(chǎn)業(yè)鏈和產(chǎn)業(yè)集群，為高質(zhì)量發(fā)展增添了源源不竭的澎湃動(dòng)能。

質(zhì)子交換膜行業(yè)報(bào)告對(duì)中國質(zhì)子交換膜行業(yè)的發(fā)展現(xiàn)狀、競爭格局及市場供需形勢進(jìn)行了具體分析，并從行業(yè)的政策環(huán)境、經(jīng)濟(jì)環(huán)境、社會(huì)環(huán)境及技術(shù)環(huán)境等方面分析行業(yè)面臨的機(jī)遇及挑戰(zhàn)。還重點(diǎn)分析了重點(diǎn)企業(yè)的經(jīng)營現(xiàn)狀及發(fā)展格局，并對(duì)未來幾年行業(yè)的發(fā)展趨向進(jìn)行了專業(yè)的預(yù)判。

本報(bào)告同時(shí)揭示了質(zhì)子交換膜市場潛在需求與潛在機(jī)會(huì)，為戰(zhàn)略投資者選擇恰當(dāng)?shù)耐顿Y時(shí)機(jī)和公司領(lǐng)導(dǎo)層做戰(zhàn)略規(guī)劃提供準(zhǔn)確的市場情報(bào)信息及科學(xué)的決策依據(jù)，同時(shí)對(duì)政府部門也具有極大的參考價(jià)值。

未來，質(zhì)子交換膜行業(yè)發(fā)展前景如何?想了解關(guān)于更多行業(yè)專業(yè)分析，請(qǐng)點(diǎn)擊《2023-2028年中國質(zhì)子交換膜行業(yè)發(fā)展現(xiàn)狀分析及投資前景預(yù)測研究報(bào)告》。

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  2023-2028年中國質(zhì)子交換膜行業(yè)發(fā)展現(xiàn)狀分析及投資前景預(yù)測研究報(bào)告

  質(zhì)子交換膜(Proton Exchange Membrane，PEM)是質(zhì)子交換膜燃料電池（Proton Exchange Membrane Fuel Cell，PEMFC）的核心部件，對(duì)電池性能起著關(guān)鍵作用。它不僅具有阻隔作用，還具有傳導(dǎo)...

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