质子交换膜是燃料电池的核心零部件,是一种选择性透过膜,技术壁垒较高。质子交换膜占到整个燃料电池堆成本的12%,其性能对PEMFC的使用性能、寿命,成本等有决定性的影响。随着燃料电池应用场景的不断拓展,推动质子交换膜市场需求,预计到2020年全球质子交换膜的市场规模将达到13.2亿元。
质子交换膜根据含氟情况进行分类,主要可分为四类,全氟质子交换膜、部分氟化聚合物膜、新型非氟聚合物膜、复合膜。全氟质子交换膜质子电导率高、化学性稳定,是常用的质子交换膜,以美国杜邦公司的产品为代表。全氟类质子交换膜又可分为普通全氟化质子交换膜、增强型全氟化质子交换膜、高温型复合质子交换膜,其中普通全氟化质子交换膜已经率先实现产业化。
质子交换膜的生产工艺主要有三种,分别为挤出成型、溶液成型、复合成型。挤出成型不仅厚度均匀,生产效率高,而且树脂熔融时破坏性小,产品质量稳定,成型工艺最为优异,该技术目前被美国和日本少数国家所掌握,国内有企业能够生产但批量生产线还待提高。
质子交换膜上游是萤石材料的开采,其主要成分是氟化钙,中间体为全氟乙烯基醚和四氟乙烯,下游为燃料电池应用场景。在生产方面,全球普通全氟化质子交换膜的生产主要集中在美国、日本、加拿大和中国。主要生产企业有DuPont、Chemours、Dow、3M、Gore、AGC、Asahi Kasei、东岳集团、中科同力、江苏柯润等,其中Chemours占全球市场份额的91%左右。
根据新思界产业研究中心发布的
《2020年全球质子交换膜行业市场现状调研报告》显示,由于受技术生产限制,目前质子交换膜售价较高,达到25000元/平,下游燃料电池应用范围有限,目前市场规模增长缓慢,2019年我国质子交换膜市场规模在8313万美元左右。随着燃料电池应用场景的拓展,以及质子交换膜成本逐渐降低,预计2020年我国质子交换膜市场规模将达到1.8亿美元。
新思界
产业分析人士表示,质子交换膜是燃料电池的核心零部件,随着全球新能源汽车的发展,质子交换膜市场需求快速攀升,行业发展潜力较高。在生产方面,目前国内质子交换膜生产技术尚未成熟,高端生产技术掌握在日、美手中,国内高端产品仍需要依赖进口。