去年以来，PEM电解水制氢设备在技术端和市场端取得显著突破的同时，国内PEM电解槽材料企业也开始陆续进场，开启国产化替代的尝试。
膜电极企业中，已有武汉理工氢电实现小批量对外供货，鸿基创能已布局PEM电解槽膜电极产线；质子交换膜企业中，东岳未来氢能、科润新材料已送样验证；催化剂企业中，中科科创已批量对外供货，氢电中科、济平新能源等企业也送样验证；气体扩散层（GDL）方面，玖昱科技、浙江菲尔特等企业实现阳极钛毡的供货，通用氢能的碳毡也在进行阴极侧的验证。
PEM电解槽材料国产化现状
质子交换膜是PEM电解槽最为核心的材料之一。现阶段在国内少数能够量产质子交换膜的企业中，东岳未来氢能、科润新材料已经开启在下游PEM电解槽领域的测试验证，但是距离真正的批量化应用还有一段距离。
在质子交换膜开启验证测试之时，膜电极已经有了小批量的对外供应，虽然量还不大。“我们公司的产品在PEM电解槽领域已经开始供货，从出货量来看，大约只有燃料电池膜电极的2%左右。”武汉理工氢电总经理田明星表示，从下游客户的反馈来看，大家对引进国产膜电极的热情很高，虽然下游客户主要在做国产化替代的测试验证，但未来这部分的替代市场将非常可观。
除了武汉理工氢电，鸿基创能也很看好PEM电解槽领域的市场空间。“鸿基的膜电极产品已经在国内多家PEM电解槽客户中测试，从测试的结果反馈来看，基本达到了批量应用的性能指标要求。”鸿基创能首席执行官邹渝泉博士表示，从目前的进展来看，在保持产品性能和耐久性的情况下，公司研发的PEM电解槽膜电极贵金属载量可以控制在1.2-1.5mg/cm²左右，相对于行业2.0mg/cm²的水平有所提升。
此外，为了满足市场批量化应用的需求，鸿基创能除了在技术、研发方面提升，也在生产工艺方面针对PEM电解槽特性，设计了专门的膜电极生产线。预计将在今年下半年实现小批量中试。
在催化剂领域，PEM电解槽已经成为未来国产催化剂的一个增量市场，目前国内已经有中科科创、氢电中科、济平新能源等企业推出了用于电解水制氢的催化剂产品。
其中，中科科创采用绿色化学工艺制备的氧化铱催化剂，已具备单批次公斤级生产能力，且多批次活性、寿命等物理性质和化学性质一致性极高。其产品并且已经供应给国际某水电解头部企业（保密协议限制），并已在多家国内头部的PEM制氢企业中应用。
在气体扩散层（GDL）方面，当前PEM电解槽主要用钛纤维毡（下称“钛毡”）作为阳极，碳毡作为阴极。目前涉足钛毡的企业有玖昱科技、浙江菲尔特等企业；阴极方面，通用氢能的产品尚在测试验证阶段。
PEM电解槽材料的国内外市场格局
在更多的企业选择进入PEM电解槽材料领域前，有必要先深入了解现有PEM电解槽产业链的市场格局及技术水平，以规避风险。
PEM制氢核心的原材料——质子交换膜，目前主要使用杜邦的nafion-711和511系列。该系列主要采用全氟磺酸树脂制造，膜厚度是普通燃料电池交换膜的10-15倍，因此整体成本非常高。
“从国产质子交换膜的送样测试周期和工程验证周期来看，杜邦垄断国内PEM电解槽用市场的局面在短期内还难以改变。”国内一家PEM电解槽企业的技术总监表示，现阶段国产质子交换膜在已经在送样测试了，还需要在耐久性和一致性上继续提升。
贵金属催化剂方面，PEM膜电极阳极和阴极主要使用铂和铱两种贵金属催化剂。这两种贵金属在国内的储量较少，铂金和铱金主需要从南非、俄罗斯、南美等地区进口。此外，国内这两种催化剂的制作工艺和产能水平还无法与Johnson Matthey、TKK等外资品牌媲美，好在少数国内PEM设备企业已经开始尝试国产催化剂产品。
扩散层材料方面，目前行业内主要使用烧结毡、钛毡和碳毡等材料路线，其中阳极以钛毡效果最高，阴极主要使用碳毡。为了实现材料与自家工艺的最佳配合，扩散层填充材料基本上都是需要定制，这也是体现各家工艺水平的核心环节之一。现阶段，国内的中船718所和山东赛克赛斯都是定制国产扩散层材料，这方面国产化程度相对较高。
在双极板方面，上海治臻去年在展会上推出了专门用于PEM电解槽的钛板产品，而国内主要的PEM电解槽企基本是选择定制开发钛板，难点在提升精度加工水平和降低成本。
好消息是，随着国内燃料电池产业化的提速，其成本正在快速下降（近两年电堆价格都在急速下降），其成本下降的效益可以被PEM制氢设备所分享。
如今PEM电解水制氢市场的快速崛起给上游材料市场带来了想象空间。
过去10年间，全球加速推进可再生能源PEM电解水制氢示范项目建设，示范项目数量和单体规模呈现逐年扩大的趋势，目前PEM水电解制氢已迈入10MW级别示范应用阶段。
具体来看，NEL-ProtonPEM电解制氢装置的部署量超过2000套（分布于72个国家和地区），拥有全球PEM电解制氢70%的市场份额，具备集成10MW以上制氢系统的能力；收购了Hydrogenics的康明斯也在去年9月，接到中国市场兆瓦级PEM制氢设备订单。
国内企业中，聚焦PEM电解水制氢设备的公司及科研机构主要有中国船舶718所、中科院大化所、山东赛克赛斯、淳华氢能等，部分企业的订单在去年有了大幅的增长。
在“双碳”背景下，绿氢发展的呼声日益高涨，电解水制氢正迎来新一轮发展机遇，预计未来对大型PEM电解水制氢设备需求将进一步增加，这也给国产PEM电解槽材料企业带来了新的机会。
