樊建涛-博士

CTO

 

● 2005-2014北京化工大学本科、硕士、博士

● 2014-2017 加拿大Simon Fraser University 博士后

● 国家十三五氢能重点研发计划课题负责人

● 广东省创新创业团队核心成员

● 深圳市孔雀团队核心成员

● 深圳市“孔雀计划B类”人才

 

李辉-博士

董事长/CEO

 

● 国家“特聘”专家

● 国家“十四五”氢能重点研发课题负责人

● 南方科技大学讲席教授

● 1982-1989清华大学化学工程学士、硕士

● 2006加拿大英属哥伦比亚大学电化学工程博士

● 2007-2015年加拿大国家研究院高级研究员

● 2015年主编国际上第一本PEM电解水专著

● SCI论文100余篇,专著4本、章节8章,获授权专利20余项

徐少轶-博士

COO

 

● 北京化工大学本科、硕士

● 美国Southern Illinois University博士

● 加拿大Simon Fraser University 博士后

● 深圳市“孔雀计划C类”人才

● 负责电解堆事业部


赵德澍

董事长助理

 

● 十年氢能实践经验

● 泰极动力联合创始人

● 巴拉德华南区负责人

● 亿华通总经理助理

● 比亚迪苹果电脑IMAC MINI项目经理

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国产质子交换膜的AB面

2022-05-21 09:47:37

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国产质子交换膜能否实现批量应用,取代进口的地位,在很大程度上取决于下游膜电极和电堆厂商的选择。就现阶段来看,要将进口质子交换膜快速大批量切换为国产产品还有较大的难度。

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国产质子交换膜能否实现批量应用,取代进口的地位,在很大程度上取决于下游膜电极和电堆厂商的选择。就现阶段来看,要将进口质子交换膜快速大批量切换为国产产品还有较大的难度。 

 

“我们公司去年已经开始导入国产质子交换膜验证和测试,目前还没有批量应用的打算。”国内一家膜电极企业高层告诉高工氢电,从实际测试的情况来看,国产质子交换膜单批次产品的技术指标跟国外品牌差别不大,但是多个批次之后,稳定性和一致性难以得到保证。

 

实际上,在过去的一年里,国内部分膜电极和电堆企业已经启动国产质子交换膜的测试和验证,个别公司还甚至开始了装车验证。国产质子交换膜距离批量使用替代进口越来越近,似乎就差临门一脚。

 

质子交换膜生产工艺和批量应用的难点在哪里?采用国产质子交换膜,会给下游膜电极及电堆厂商带来哪些影响?当前的“以奖代补”政策和示范城市群规划对于国内的质子交换膜企业而言,是快速替代进口的机会吗?

 

取代进口的痛点

 

质子交换膜(PEM)也称为质子膜或氢离子交换膜,被誉为是燃料电池的芯片,其性能的好坏直接决定着燃料电池的性能和使用寿命。

 

对于目前国内的企业来说,质子交换膜的难点主要在于工艺周期长、工艺复杂、成膜的成本高,要解决这些问题,除了国内质子交换膜企业的努力之外,还需要下游膜电极和电堆企业的配合。

 

“由于之前一直是使用进口产品,替换国产质子交换膜最大的难点在于材料体系的适配。”国内一家头部膜电极企业技术总监告诉高工氢电,批量导入国产质子交换膜意味着原来的催化剂和气体扩散层等材料都需要重新调整,这是一个系统性的工程,需要产业链多家公司配合测试验证,更关键的是需要有下游客户愿意提供订单和运营测试的场景。

 

另一方面,国产质子交换膜目前最大的瓶颈在于缺乏足够的匹配验证数据,在追求安全可靠的前提下,下游电堆厂商更倾向采购进口产品。

 

“国产质子交换膜的缺陷和不足在电堆层面能否体现出来,需要验证且是长期验证,一时半会还看不出来。我们正在测,会重点检测耐久性、机械强度等指标。”国内一家电堆企业高层表示,材料国产化势在必行,但需要时间,短期内大批量装堆还做不到。

 

值得注意的是,在当前缺乏足量市场订单的前提下,国产质子交换膜对比进口品牌的价格优势并不明显,替换国产质子交换膜也意味着需要经过必要的验证和测试,这样势必会延长交付周期,下游企业缺乏替换的动力。

 

困难中蕴藏着机会

 

虽然国产质子交换膜短时间内大批量装车应用还存在较大的困难,但从历年来的应用数据来看,其正在逐步打开被进口产品垄断的局面。

 

GGII数据显示,2021年中国氢燃料电池领域国产膜电极所需质子交换膜的量为11.2万平米,较上年增长超150%。在质子交换膜国产化率上,GGII数据显示,2020年国产膜电极质子交换膜需求量为4.4万㎡,其中国产质子交换膜的市场占有率为7.5%。2021年国产质子交换膜的市场占有率提升到11.61%。


从市场竞争格局来看,国内质子交换膜市场仍以国外品牌为主,国产质子交换膜企业中东岳未来氢能发展较快,2021年其在国内燃料电池质子交换膜的市场份额显著提升。此外,武汉绿动、科润新材料、浙江汉丞等也正在积极展开示范推广,开始进行产品验证及小批量出货,同时广东埃蒙特、华谊集团等也在研发氢燃料电池质子交换膜。

 

众所周知,“以奖代补”政策和燃料电池汽车示范城市群的规划给膜电极的国产化替代提供了难得的机会,给国产质子交换膜提供了发展窗口期。

 

“单纯从市场角度来看,当前我们还没有采用国产质子膜的迫切性,我们更愿意用保险的膜,没有企业愿意担这个风险。如果下游客户明确规定要用国产膜,批量应用的进度可能会加快。”一家电堆企业高层表示,从整个行业来看,质子交换膜的国产化已经打开一道口子,短期内一些特殊示范项目率先批量采用国产膜的可能性较大。

 

对于国内质子交换膜企业而言,冲破第一道批量装车验证关口是最难的,也是最耗费时间的,而一旦突破了这道关口,预计后续上量速度会快很多。


虽然目前价格、验证和提升产品竞争力等问题仍未得到解决,但好在国内企业已经向着产业化的方向迈出了关键一步。预计随着技术工艺的提升和匹配验证的不断成熟,国产质子交换膜的比重也会逐渐提升。


作者: 氢辉能源(深圳)有限公司

来源: 高工氢电
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国产质子交换膜的AB面
国产质子交换膜能否实现批量应用,取代进口的地位,在很大程度上取决于下游膜电极和电堆厂商的选择。就现阶段来看,要将进口质子交换膜快速大批量切换为国产产品还有较大的难度。
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