質(zhì)子交換膜工作原理 新材料-質(zhì)子交換膜尋找材料 氫能源汽車供氫原理？ 上榜理由 成本占整個燃料電池堆的12%，技術(shù)壁壘高 質(zhì)子交換膜是膜電極的重要組成部分，是燃料電池的核心部件。其成本

質(zhì)子交換膜工作原理

新材料-質(zhì)子交換膜尋找材料

氫能源汽車供氫原理？

上榜理由
成本占整個燃料電池堆的12%，技術(shù)壁壘高
質(zhì)子交換膜是膜電極的重要組成部分，是燃料電池的核心部件。其成本占整個燃料電池堆的12%。其性能適用于質(zhì)子交換膜燃料電池（PEMFC）具有決定性的使用性能、使用壽命、成本等，技術(shù)壁壘較高。

材料簡介
質(zhì)子交換膜，又稱聚合物電解質(zhì)膜，實(shí)際上是一種具有傳遞質(zhì)子功能的選擇性透膜。此外，它還可以隔離燃料和氧化劑，防止?jié)B透引起的直接化學(xué)反應(yīng)。在燃料電池中，它與催化劑和氣體擴(kuò)散層形成膜電極，占整個燃料電池堆的12%。

質(zhì)子交換膜可分為四類：全氟質(zhì)子交換膜、部分氟化聚合物膜、新型非氟化聚合物膜和復(fù)合膜。目前，全氟磺酸質(zhì)子交換膜已商業(yè)化，成為市場上重要的燃料電池隔膜材料。

質(zhì)子交換膜的分類和特點(diǎn)

應(yīng)用領(lǐng)域
新能源燃料電池

發(fā)展歷程
1839年，英國科學(xué)家Grove燃料電池的原理首次提出
20世紀(jì)60年代，美國國家航天局（NASA）質(zhì)子交換膜燃料電池首次作為輔助電源應(yīng)用于航天飛船
1979年，杰佛里·巴拉德（Geoffrey Ballard）巴拉德動力系統(tǒng)公司在加拿大與其合作伙伴成立，開發(fā)了以質(zhì)子交換膜為主的燃料電池，并應(yīng)用于汽車領(lǐng)域
1992年，在政府的支持下，各國汽車制造商開始開發(fā)燃料電池汽車
1993年，Ballard公司向世界展示了一輛由質(zhì)子交換膜燃料電池驅(qū)動的無污染公交車，引發(fā)了全球研發(fā)熱潮
21世紀(jì)初以來，基于質(zhì)子交換膜的燃料電池技術(shù)取得了快速進(jìn)步，世界各國都高度重視，投入巨資開發(fā)這一技術(shù)

全球市場格局
第一個用于燃料電池的質(zhì)子交換膜是杜邦公司在20世紀(jì)60年代末開發(fā)的全氟磺酸質(zhì)子交換膜（Nafion膜）。此后，包括美國陶氏化學(xué)公司在內(nèi)的幾種類似的全氟磺酸結(jié)構(gòu)質(zhì)子交換膜出現(xiàn)了Dow膜、日本Asahi Chemical公司的Aciplex膜和Asahi Glass公司的Flemion膜。目前，流供應(yīng)商仍以美國杜邦為主。

就國內(nèi)市場而言，目前國內(nèi)質(zhì)子交換膜價格居高不下的原因一方面是技術(shù)壟斷，另一方面是工藝成本高。質(zhì)子交換膜是獲得穩(wěn)定廉價燃料電池的最大瓶頸，也是未來必須突破的領(lǐng)域。目前，該領(lǐng)域的國內(nèi)參與者主要包括天津大學(xué)、武漢理工大學(xué)、大連化工研究所、大連鑫源股份有限公司、上海神力科技、同濟(jì)科技旗下中科同力、東岳集團(tuán)等大學(xué)科研機(jī)構(gòu)和資金技術(shù)實(shí)力雄厚的商業(yè)公司。

總的來說，迄今為止最常用的質(zhì)子交換膜仍然是杜邦公司的Nafion質(zhì)子交換膜，PEMFC大多采用Nafion全氟磺酸膜等。在中國組裝PEMFC使用的質(zhì)子交換膜主要依靠進(jìn)口。

預(yù)測市場規(guī)模
據(jù)Grand View Research根據(jù)統(tǒng)計(jì)和預(yù)測數(shù)據(jù)，2019年全球燃料電池市場規(guī)模約為104.8億美元，其中質(zhì)子交換膜燃料電池（PEMFC）2019年出貨量超過67.7％。

2020-2027年全球燃料電池市場規(guī)模復(fù)合年增長率預(yù)計(jì)在15-2027年.5%。其中，質(zhì)子交換膜燃料電池將繼續(xù)保持較大的市場份額，從而促進(jìn)質(zhì)子交換膜市場的持續(xù)增長。

主要研究單位/公司
中國:東岳集團(tuán)、中科通力、江蘇科潤、武漢理工新能源、天津大學(xué)、大連化工研究所、上海神力科技、德威新材料…
國外：杜邦（Dupont）、戈?duì)柟荆℅ore）、陶氏（Dow）、科慕公司（Chemours），3M、旭硝子（AGC）、旭化成（Asahi Kasei）、索爾維（Solvay）、巴拉德公司（Ballard）…
以上排名沒有順序，名稱都是簡稱
應(yīng)用案例
燃料電池：質(zhì)子交換膜燃料電池…