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測研究報告》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用于氯堿工業(yè)，后續(xù)美國通用公司將全氟磺酸膜應用于質(zhì)子交換膜燃料電池，美國GE公司將全氟磺酸膜應用于電解制氫技術(shù)。

國內(nèi)方面，東岳集團2010年宣布中國自主研發(fā)的全氟離子膜和燃料電池膜實現(xiàn)國產(chǎn)化，其子公司東岳未來氫能公司質(zhì)子交換膜項目一期投產(chǎn)，產(chǎn)能達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)異的化學穩(wěn)定性、水穩(wěn)定性和較高的機械穩(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)子導電率、較好的化學及物理穩(wěn)定性、適度的吸水性、較好的力學強度、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，同時還應具備較高的機械強度、可加工性好以及適當?shù)男詢r比。

全氟磺酸質(zhì)子交換膜上游主要包括基礎材料和過程材料兩個部分：基礎材料即螢石，其與硫酸反應后生成氫氟酸，再和氯仿反應，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。

下游應用方面，全氟磺酸質(zhì)子交換膜可廣泛應用于氯堿工業(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，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)氧丙烷反應制得，其反應條件苛刻，大規(guī)模生產(chǎn)難度較大，后聚合反應對產(chǎn)品穩(wěn)定性要求很高，代表了化學工業(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)的應用較多，同時為了在反應中減少有機溶劑的使用，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),推動隆基氫能等企業(yè)實現(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),將有力促進佛山氫能產(chǎn)業(yè)規(guī)模化集群化發(fā)展。

今年，桓臺縣樹牢“產(chǎn)業(yè)為王、項目為王、企業(yè)為王”理念，推動項目建設提速、提質(zhì)、提效，加快塑造高質(zhì)量發(fā)展新動能新優(yōu)勢，全力打造千億級地標產(chǎn)業(yè)集群。近年來，泰禾環(huán)保先后獲評山東省專精特新“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)會雙雙評為“國際先進”，并被列入國家水利部重點推廣技術(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，桓臺縣建成了從氟化工基礎材料，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能。

質(zhì)子交換膜行業(yè)報告對中國質(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行了具體分析，并從行業(yè)的政策環(huán)境、經(jīng)濟環(huán)境、社會環(huán)境及技術(shù)環(huán)境等方面分析行業(yè)面臨的機遇及挑戰(zhàn)。還重點分析了重點企業(yè)的經(jīng)營現(xiàn)狀及發(fā)展格局，并對未來幾年行業(yè)的發(fā)展趨向進行了專業(yè)的預判。

本報告同時揭示了質(zhì)子交換膜市場潛在需求與潛在機會，為戰(zhàn)略投資者選擇恰當?shù)耐顿Y時機和公司領(lǐng)導層做戰(zhàn)略規(guī)劃提供準確的市場情報信息及科學的決策依據(jù)，同時對政府部門也具有極大的參考價值。

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，請點擊《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測研究報告》。

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