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“双碳”政策实施,全氟质子交换膜迎来新机遇
* 来源 :氟化工 * 作者 :fgwmyj * 发表时间 :2021-12-17 * 浏览 : 548

在近日举行的经济工作会议提出,要科学考核新增可再生能源和原料用能不纳入能源消费总量控制,创造条件尽早实现能耗“双控”向碳排放总量和强度“双控”转变,加快形成减污降碳的激励约束机制,防止简单层层分解。

由于新增可再生能源不纳入能源消费总量控制了,因此积极发展可再生能源,绿电绿氢的龙头企业新增产能落地的确定性变高,成长空间被打开。另外,龙头企业具备更强的成本和发展可再生能源优势,行业集中度将进一步提高,而实现绿氢的关键就在于质子交换膜。

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目前氢能的开采和生产还受到成本的影响,但不可否认的是,氢能是清洁能源的终极选择,尤其是环保的绿氢制造,更是被寄予厚望的。可再生能源发电制氢将是未来氢气生产的主要趋势,发展空间巨大。

质子交换膜(PEM),也叫质子膜或者氢离子交换膜,是一种致密的离子选择性透过的膜。PEM水电解槽主要内部组件由内到外依次是质子交换膜、阴阳极催化层、阴阳极气体扩散层、阴阳极端板等。作为水电解槽电极的核心组件,质子交换膜不仅传导质子,隔离氢气和氧气,而且还为催化剂提供支撑,其性能的好坏直接决定水电解槽的性能和使用寿命,因此在整个设备中至关重要,从整体看,质子交换膜成本约占燃料电池总成本的4.08%。随着我国氢燃料电池汽车产量的提升,国产质子交换膜替换市场空间十分广阔。

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质子交换膜处于有机氟化工产业链末端,其上游是有机氟化工的单体材料,下游是基于质子交换膜的氯碱工业、燃料电池、电解水、储能电池等应用领域。从上游来看,质子交换膜的直接材料为全氟磺酸树脂材料,向上延伸至有机氟化工中的四氟乙烯、全氟烷基乙烯基醚等单体材料,向上溯源可以追溯至萤石、氟化氢、制冷剂等原材料,从下游看, 质子交换膜应用广泛,主要应用于氯碱工业、燃料电池、电解水、储能电池等领域,其中氯碱工业与燃料电池为主要应用领域。

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质子交换膜下游应用广泛,氯碱工业、燃料电池、电解水制氢以及全钒液流电池中关键膜材料均为质子交换膜。氯碱工业是重要的基础化工部分,目前所用到的生产工艺几乎都是离子膜法,质子交换膜是关键部件。燃料电池和电解水制氢属于氢能发展利用计划中的两个关键部分,燃料电池是氢能的理想应用方式,能量利用率高,能够充分发挥氢能清 洁高效的特点。电解水制氢将会成为可再 生能源平价上网之后的最有前景的制氢方式。全钒液流电池属于储能系统,近年来其技术 的快速发展已经具备了商业化能力,液流电池储能将在储能系统中的比例升高。上述四个系统中,质子交换膜为最关键的材料,起到传导离子(质子),分隔电解液,形成电流通路的作用,是必不可少的组件,其性能优劣将直接影响系统运行功效。