作为PEM电解槽的核心部材和重要成本构成——膜电极组件是由质子交换膜和分别涂布其两侧的阳极、阴极催化层组成的复合体。由于膜电极对电解槽性能至关重要,PEM电解槽企业多掌握膜电极制备技术,如赛克赛斯氢能、中船派瑞氢能、长春绿动、氢辉能源等,同时第三方专注于膜电极供应的企业也纷纷布局,且部分已有批量出货,包括擎动科技、中科科创、庄信万丰、亿氢科技、枡水新能源、莒纳科技、氢辉能源、唐锋能源、鸿基创能、武汉理工氢电等(企业排序不分先后)。
在PEM电解槽商业化进程中,PEM电解槽较难提速的原因与膜电极的性能、寿命和成本息息相关。
为响应政策号召与推进PEM电解槽商业化发展,各家企业都在积极寻找降低膜电极成本、提高膜电极性能的方法,包括改进浆料配方、优化涂层工艺、开发新型催化剂材料等都是目前企业正在寻找和突破的方向。
以下是势银氢链通过公开信息、势银数据库等多渠道了解到的膜电极企业进展情况,多家企业在膜电极方面都取得了或产线产能或技术产品的突破,具体如下:
擎动科技
擎动科技专攻高性能、长寿命的燃料电池催化剂与膜电极核心部件产品,也是国内极少数自主研发、设计、生产催化剂的企业,拥有年产能1000kg催化剂产线、全自动膜电极直接涂布生产线和膜电极封装生产线——其PEM水电解膜电极采用卷对卷工艺,批量化生产能力和成本将满足规模化市场的需求。产品设计可根据客户应用调整Ir载量范围,最低可至0.5mg/cm2;制氢应用下单槽性能可达1.74V@2A/cm2,预期使用寿命50,000小时,已达到国内领先水平。
中科科创
中科科创的PEMWE膜电极-采用直涂方式制备,单张60cmx60cm;催化剂包括铂碳、铱黑、氧化铱及铱钌等,可实现单批次公斤级制备,涵盖燃料电池和PEM水电解。相关产品均已实现批量销售,并在百千瓦电解槽中实现应用,长时间稳定性好。
庄信万丰
近日,庄信万丰与上海市嘉定区人民政府签署投资协议,将在嘉定区建造一座吉瓦级催化剂涂覆膜(CCM)部件生产工厂,工厂一期CCM部件产能将达到5GW,预计于2025年投入运营。针对PEM电解水制氢,庄信万丰主要提供CCM这一核心零部件,其中的催化剂与质子交换膜均由庄信万丰自主研发生产。其质子交换膜,不仅添加了复合催化剂,还设计了增强层,另外自由基清除剂的加入也可以避免膜的损伤,延长寿命;高性能催化层采用氧化铱作为阳极催化剂,铂黑和铂碳作为阴极催化剂;同时可对贵金属进行回收利用。庄信万丰提出可以从铱的使用效率与回收情况助推PEM电解槽的发展。
亿氢科技
亿氢科技表示公司拥有国内第一条全自动化膜电极生产线,超过70%的自主专利知识产权,年产能为50万片大尺寸膜电极。亿氢以该生产线为基础,在北京、上海多个基地扩产达产后,产能将达约400万片/年。
枡水新能源
公开信息显示,枡水新能源研发生产的铱基催化剂、铂碳催化剂,综合性能达到国际同类产品水平,打破价格壁垒,实现规模量产;同时具备大尺寸PEM电解水制氢膜电极生产能力,最大可加工尺寸:活性面积5000cm2,批次一致性高,可进行多批次、大批量供货。
鸿基创能
作为专注于燃料电池和PEM电解水制氢膜电极开发生产的企业,鸿基创能建成了国内首条年产能达30万平米的电解水制氢CCM卷对卷生产线,其膜电极自动化生产线的年产能达60万平米,实现燃料电池和PEM电解水制氢膜电极大规模产业化,打破了国外对我国燃料电池关键材料的技术垄断。
武汉理工氢电
据势银氢链了解到,武汉理工氢电自主开发的国内首款CCM型膜电极电流密度、功率密度均大幅提升,膜电极使用寿命增加到18000小时,贵金属铂的用量反而从每平方厘米0.8毫克降至每平方厘米0.4毫克,目前膜电极的年产可实现约2万平米。
莒纳科技
作为专业的绿氢电极供应商,莒纳科技PEM电解槽膜电极新品已经由第三方权威机构完成样品测试。基于催化剂材料微观结构改进和工艺创新,该膜电极实现了在<1.9V@2V@60°C的性能下,成本有望降低30%的目标,并突破了浆料分散和涂布转印工艺,能够高效、均匀地完成大面积涂布(3000cm2)。
氢辉能源
7月12日,氢辉能源举行了质子交换膜产线投产发布会暨12台电解槽交付仪式。该产线可实现600mm宽幅的连续、间歇生产,年产能达10万平米(4GW);PEM电解槽柔性半自动组装线也将于今年8月正式投产,该产线节拍为4个堆/10H,可实现年产能1GW。产线落地与技术创新双轨发力,氢辉能源预计在明年可将PEM电解槽成本降低至200万元/MW。
唐锋能源
唐锋能源自主创新的高性能低铱CCM/MEA膜电极,膜电极性能可达到单室电压≤1.8 V@2.0 A/cm2、铱载量≤1.0 mg Ir /cm2、可实现最大活性面积:≥3000 cm2的制备。