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k8凯发官方网站以症结部件邦产化和量产化破解本钱困难燃料电池膜电极发浮现状  来

2024-03-29 08:34

  膜电极(MEA)是燃料电池中的主旨部件,由气体扩散层、催化剂层、质子交流膜三层构成,既是众相物质传输的地点,也是燃料电池化学响应发作的地点,对电池举座的化学功能有直接影响,其本钱更是占到电堆本钱的70%,以是膜电极也被地步称为是燃料电池的“心脏”“芯片”。

  日常而言,理念的膜电极须要具备高功率密度、低铂载量、长耐久性和应用寿命等功能特性,美邦能源部恳求2020年车用膜电极到达耐久性≥5000h;功率密度≥1W/cm2额定功率。

  完全到膜电极的各个部件来看,质子交流膜(PEM)以全氟磺酸型膜为主,其他的复合膜、高选取性膜、石墨烯改性膜、高温膜、碱性膜还处正在研发阶段,是近年来的切磋热门和前沿偏向。

  催化剂以铂基为主,目前主流的催化层是铂碳催化剂,即将铂负载到活性炭上的一种载体催化剂。但因为铂是贵金属,资源稀缺,本钱昂扬,以是处于降本的思虑,繁荣低铂催化剂、无铂非贵金属催化剂被以为是膜电极企业他日的核心攻闭偏向。

  气体扩散层将催化剂层和质子交流膜夹正在中心,起到导电、散热和排水的效率,由微孔层、撑持层构成,微孔层由碳黑、憎水剂组成,撑持层资料以碳纸为主。

  膜电极的制备工艺要紧有四种,区别是热压法、梯度法、CCM、有序化。此中CCM采用卷对卷直接涂布、丝网印刷、喷涂等举措先将催化剂涂布到质子交流膜两侧酿成CCM,再将气体扩散层热压正在CCM两侧酿成膜电极,是目前墟市操纵最渊博、贸易化最成熟的制备举措。

  反应到墟市层面来看,跟着本年来各地持续出台氢能物业繁荣筹备,他日下逛氢燃料汽车的需求增加将会为燃料电池主旨零部件膜电极墟市带来更大的延长空间。

  高工产研氢电切磋所数据显示,2021年邦产膜电极需求量为12.9万m²,假设2030年燃料电池车需求达100万辆,对应2030年膜电极需求亲密1000万平方米,对应2030年墟市范畴正在350亿元上下。

  固然墟市层面给出的臆想较量乐观,但因为我邦膜电极本事相对海外(加倍是美邦、日本、德邦)起步较晚,早期膜电极产物要紧依赖进口,价值较高,肯定水准上限制了氢燃料电池的大范畴操纵。

  但自2018年自此,跟着邦内膜电极本事的进取,邦内的膜电极厂商的出货量有了“逆袭”之势,进口膜电极墟市份额随之逐年下降,从18年的72%到21年已降至25%。

  遵循环球氢能的测算,即使能够完毕环节部件的邦产化取代,物业范畴从年产1000套擢升至年产50万套,能够动员膜电极本钱下降13%。以是他日,通过完毕环节部件的邦产化取代、增加坐褥范畴来下降膜电极坐褥本钱将是肯定的繁荣趋向。

  就墟市格式而言,邦内目前从事膜电极坐褥的要紧有三类企业:第一类是独立第三方膜电极供货商,如鸿基创能、武汉理工氢电、擎动科技等。第二类是自修膜电极坐褥线的燃料电池厂商,如未势能源、捷氢科技、南科燃料,其膜电极产物以自修自供为主。

  别的,另有少许跨界结构氢能的企业,如汽车零部件缔制商威孚高科、涂布资料供货商纳尔股份等。本文接下来将遵照上述三品种型,遵循现有公然原料对邦内膜电极供货商举行详尽梳理。

  鸿基创能科技(广州)有限公司创办于2017年12月,美锦能源参股。公司勉力于质子交流膜燃料电池用自决化高功能催化剂涂层质子膜(CCM)及膜电极(MEA)的物业化和贸易化,是我邦较早完毕膜电极大范畴物业化的企业之一,目前正在佛山、广州设立了研发坐褥双核心,正在重庆、北京、上海、温哥华等地设有分部。团队以加拿大邦度工程院院士叶思宇博士为主旨,驾驭CCM双面直接涂布、膜电极一体化、膜电极主动化火速封装本事。其膜电极产物正在1.5A/ cm2的前提运转时产物功率密度超1W/ cm2。客户以邦内墟市为主,海外公司占20%。

  鸿基创能科技CEO称,目前公司膜电极墟市占领率正在30%旁边。公司共有三条膜电极坐褥线,此中一条正在修,CCM日产能达3万片,MEA日产能超出2.4万片。2021年膜电极产能为400万片,出货108万片,位于行业首位。铺排到2025完毕膜电极产能2000万片。

  2022年6月,鸿基创能膜电极及PEM电解水制氢项目正在广州投产,膜电极年产能500万片。

  上海唐锋能源科技有限公司创修于2017年7月,主买卖务为燃料电池膜电极研发、坐褥、测试和贩卖,现已完毕亿元级B轮融资。主旨本事依托于上海交通大学燃料电池切磋所效率转化,主旨成员来自上汽、蔚来等着名企业。工艺方面,自决开拓CCM涂敷工艺,MEA主动封装工艺及膜电极成型工艺,年产能到达100万片,2021年膜电极出货量排名邦内第二。产物方面,由唐锋能源自决研发的低铂膜电极,铂载量 0.25 gPt/kW,功率密度≥1.3W/cm2通过1万小时寿命验证和车规级工况验证。互助伙伴包含捷氢科技、雄韬股份等主流燃料电池电堆厂及一汽、潍柴等主机厂。

  武汉理工氢电科技有限公司创办于2018年3月,雄韬股份控股,本事来自武汉理工大学潘牧团队,埋头于膜电极的物业化与研发,是邦内早期告捷开拓出CCM膜电极的企业之一,要紧产物包括车用和电站用燃料电池膜电极以及PEM电解水膜电极,其车用膜电极功率密度达1.68W/cm2,铂载量≤0.5 mg/cm2。产物大量量出口美邦、德邦、韩邦等邦际墟市,累计贩卖超200万片,是环球第五大膜电极坐褥商,年营收过亿,邦内客户包含春风、北汽福田、宇通和金龙等。

  2019年,公司膜电极主动化产线亿元自修厂房,将膜电极的产能增加5到10倍至10到20万平方米,估计明岁暮投产。

  姑苏擎动科技创办于2016年7月,是一家燃料电池主旨环节资料缔制商,主旨本事来自邦度高主意海外人才朱威博士指挥的团队,具备自决研发坐褥催化剂,并将其批量搭载至膜电极上的才略,其最新的一代开拓的膜电极功能可超出到2W/cm2,应用寿命2万小时以上。产物包含Pt/C催化剂、车用和非车用MEA、燃料电池MEA等,目前已有30余款应用擎动催化剂和膜电极的燃料电池车辆入围工信部告示目次,2021年膜电极出货量排名邦内第4,已累计出售100万片。

  公司现具有催化剂产线kg/年),全主动膜电极直接涂布坐褥线月被燃料电池电堆厂商氢晨新能源全资收购。

  上海亿氢科技有限公司创办于2019年6月,由亿华通、东岳集团、水木清华撮合创立,已完毕两轮融资。要紧产物为膜电极,目前亿氢科技已完毕第一代到第三代产物的开拓并装车实况运转(单堆实况运转5万公里,累计超400万公里),最新一代膜电极功率密度超出1.35W/cm2。

  江苏延迟桑莱特新能源有限公司创办于2011年5月,是陕西延迟石油集团旗下企业,有氢能操纵和灵敏光电两个职业部,此中氢能操纵职业部聚焦于燃料电池低铂催化剂、膜电极、电堆等环节资料及部件的研发坐褥、检测和贩卖,主旨本事来自南京大学邹志刚院士指挥的团队。产物要紧针对空冷电堆和车用水冷电堆两种用处,可遵循客户的需求按需定制,海外客户包含美邦Plug Power、印度DRE、美邦Alternative Energy、英邦ENOCEll等。

  未势能源科技有限公司创办于2019年4月,是一家燃料电池动力体系及零部件缔制商,要紧产物涵盖燃料电池发起机、电堆、膜电极、35MPa/70MPa车载氢体系、瓶阀及减压阀等,其第一代膜电极产物目前已完毕功率密度≥1.2W/cm2的开拓与测试评判,操纵于自决开拓的电堆产物中。

  2021年9月由未势能源自决研发的“卷对卷”膜电极坐褥线,从小批量试制坐褥转为大范畴量产。该产线所有达产后,可年产膜电极百万片以上。

  新源动力股份有限公司创办于2001年4月,大连物化所参股并供给本事支柱,要紧从事氢燃料电池膜电极、电堆模块、体系及干系测试修立的安排开拓、坐褥缔制和本事任职。由新源动力研发的HYMEA膜电极产物功能功率密度≥1.0W/cm2,耐久性5000-10000h。

  新源动力研发的第二代和第三代车用质子交流膜燃料电池膜电极,已进入墟市应用。目前,第四代低铂膜电极正正在开拓验证阶段。

  广东喜玛拉雅氢能科技有限公司创办于2020年,是一家氢燃料电池及发电机坐褥企业,主旨本事来自清华大学效率转化,要紧产物为催化剂、膜电极、双极板、电堆、氢燃料电池和发起体系等。由喜玛拉雅研发的专利产物七合一膜电极采用热定型一体化封装本事,和石墨烯热电执掌层本事以刷新膜电极的功能,目前可日产10台36kW电堆用膜电极。

  深圳市南科燃料电池有限公司创办于2016年6月,由加拿大邦度科学院王海江院士团队、南方科技大学、深圳市政府、正途物业投资集团合股设立。产物包含燃料电池电堆、膜电极、双极板等,驾驭膜电极批量化坐褥工艺本事,其膜电极产物可操纵于乘用车k8凯发官方网站、商用车和无人机等范围,能量密度最高1.64W/cm2,寿命超出1万小时。现已完毕一条范畴化坐褥的膜电极坐褥线千瓦电堆应用)搭修。

  阜阳攀业氢能源科技有限公司创办于2020年3月,是攀业氢能的全资子公司,要紧从事燃料电池主旨原资料缔制以及水冷电堆的研发和坐褥,具备从催化剂、膜电极到燃料电池堆的批量化坐褥才略。现已修成幅宽达570mm膜电极阴极坐褥线万平方米,另有一条年产36万平方米CCM膜电极阳极涂布坐褥线正在修。

  浙江锋源氢能科技有限公司创办于2015年,是一家氢燃料电池以及主旨零部件坐褥缔制商,为汽车、发电站等平台供给氢能源处分计划,目前已完毕四轮融资。公司取得清华大学氢燃料电池尝试室众项主旨专利的变动和授权,并承当其物业化职司。由锋源氢能自决研发的Lucifer系列膜电极峰值功率1.68W/cm2,单片电压0.6V,电流密度到达2800mA/cm2,安排寿命25000h,实测2000h功能衰减1%,单日产能3000余片。

  上海捷氢科技股份有限公司创办于2018年6月,是上汽集团旗下的氢燃料电池研发坐褥商,产线掩盖膜电极、燃料电池电堆、燃料电池体系、储氢体系,具有万台级“卷对卷”膜电极坐褥线,其膜电极产物已操纵于燃料电池电堆——捷氢启源M4H。2022年8月,与新能源配备缔制商先导智能就完毕燃料电池催化剂浆料制备本事、CCM涂布本事升级实现计谋互助。

  爱德曼氢能源配备有限公司创办于2016年,是一家氢能源燃料电池体系供应商,产物包含金属双极板、膜电极、质子膜燃料电池等。其膜电极MEA功能目标为2000mA@0.66V,驾驭金属外貌涂层本事;具有催化剂浆料配方。2021年7月告示完毕超4亿元B轮系列融资,此前正在6月完毕近亿元A轮融资。

  东方电气(成都)氢燃料电池科技有限公司创办于2018年,是能源配备缔制邦企东方电气旗下的燃料电池供应及任职商,产物包含膜电极、电堆、燃料电池发起机、供氢体系、燃料电池车辆动力总成处分计划等。膜电极方面,东方氢能采用直接CCM制备本事,可供给3-Layer/5-Layer/7-Layer规格的高功能膜电极系列产物。功率密度超出1.6W/cm2,动态车况寿命实测超出1万小时。可批量化操纵于车用体系、备用电源,目前已小批量操纵于一汽、广汽等客户,具备量产根柢。2022年3月,东方氢能获6位投资者增资2.49亿,现正推动IPO。

  邦度电投集团氢能科技繁荣有限公司由2017年由邦度电投核准创办,旗下具有7家氢能产线子公司,区别正在华东、华中、华南等地维持氢能物业基地,要紧坐褥电堆、膜电极等全套氢燃料电池原料及电解水制氢修立等开拓。由邦氢科技研发的膜电极功率密度1.5W/cm2,铂载量0.4mg/cm2,耐久寿命1万小时。2021年,膜电极年产能6万平方米,估计到2025年将达50万平方米。

  东莞众革新能源科技有限公司创办于2017年,主旨本事来自东莞北京航空航天大学切磋院的切磋效率,要紧从事氢燃料电池、氢燃料电池主旨部件(膜电极、双极板)及氢燃料电池供电体系的研发、坐褥与贩卖。由其自决研发的ZCA7型风冷自增湿膜电极产物,装堆实测电流密度超出800mA/cm2@0.6V,ZCW7水冷型膜电极产物装堆实测电流密度到达1100mA/cm2@0.65V,风冷型膜电极产物已正在邦内其他燃料电池坐褥企业的众款高功能燃料电池中获得操纵和功能验证。

  清能股份创办于2003年,是一家大功率燃料电池电堆和体系供应商,可完毕膜电极、双极板、电堆及氢轮回体系4大主旨零部件自决研发坐褥。要紧研发及坐褥基地正在中邦,并正在新加坡、美邦、澳大利亚等地设有众家子公司。2021年11月,清能股份子公司——广东清能的万台级燃料电池主旨零部件与体系缔制基地投产。

  绍兴俊吉能源科技有限公司创办于2007年,产物包含氢燃料电池主旨资料(催化剂、膜电极)、电堆、应急电源、把持体系等。由俊吉科技研发的膜电极功率密度1.44W/cm2,要紧通过第三方供应给大型车企,操纵于货车、客车等商用车(功率15kW-150kW)。

  无锡威孚高科技集团股份有限公司创办于1958年,是邦内汽车零部件的闻名坐褥厂商。公司字2018年开头结构氢燃料电池零部件,先后收购了丹麦老牌燃料电池部件公司IRD和金属双极板供应商比利时Borit,具有众项膜电极产物专利本事。2022年1月威孚高科告示,告示创办氢能职业部及氢燃料电池零部件交易合股公司,并铺排正在2021-2025年时候,完毕环球产能膜电极800万片,此中亚太(中邦)完毕产能膜电极400万。

  广东道氏本事股份有限公司创办于2007年,交易包含锂电资料、碳资料、陶瓷资料三大板块,2019年与上海重塑配合出资设立道氏云杉,从事氢燃料电池膜电极(MEA)等资料的研制和贩卖,其它增资泰极动力,由道氏云杉为泰极动力供给膜电极安排及环节资料,泰极动力职掌膜电极验证、拼装及大范畴坐褥。据悉,泰极动力第一条脉冲喷涂膜电极(MEA)产线已投产,第二条狭缝涂布膜电极产线估计第四时度投产,已为上海韵量、山东氢探、一汽解放供货膜电极。

  上海纳尔实业股份有限公司创办于2002年,是一家缜密涂布资料供应商。2021年公司跨界进入氢电范围,与中科院上海有机化学切磋所博士胡里清合股创办纳尔氢电,主营高功能燃料电池,膜电极等燃料电池体系主旨零部件。

  总体来看,膜电极墟市还处正在一个以邦产取代进口的火速转化时候,尚未酿成安宁景象和几家独大的寡头厂商,新入局者浩繁且势头迅猛。遵循势银统计,2020年膜电极行业CR5达84%,其他邦内企业有东方氢能、清能股份、新源动力等5家,2021年膜电极行业CR5降至67%,其他邦内企业增至10家,新增擎动科技、邦电投氢能等。

  他日,跟着策略美满扶植与下逛需求范畴增加,膜电极墟市的比赛将会进一步加剧,有阐明以为,开采增量墟市,如PEM电解水制氢和众场景燃料电池膜电极开拓,将会是膜电极企业的新一轮繁荣偏向。