(元琛科技)2020年9月22日，我國在第七十五屆聯(lián)合國大會一般性辯論上提出在2030年之前實現(xiàn)二氧化碳排放達峰，到2060年實現(xiàn)碳中和目標(biāo)。而目前碳基能源仍是我國能源結(jié)構(gòu)主體，因此，在雙碳戰(zhàn)略背景下，能源結(jié)構(gòu)亟需低碳化轉(zhuǎn)型，而氫能由于其獨有特性，將迎來發(fā)展新機遇。

氫能作為一種可再生綠色能源，應(yīng)用范圍廣泛，無論是燃燒還是通過燃料電池化學(xué)反應(yīng)，最終產(chǎn)物只有水，真正實現(xiàn)低碳甚至零排放；氫能具有高能量密度和高能量轉(zhuǎn)化率，相較于汽油和天然氣等傳統(tǒng)燃料，相同質(zhì)量的氫氣可以在應(yīng)用中釋放更多的能量，具有極高的效率。同時氫能可以與可再生能源進行有效結(jié)合，通過電解水技術(shù)有效解決目前存在的可再生電力供應(yīng)和用電需求時間不匹配的問題，實現(xiàn)可再生能源跨地域和跨季節(jié)的優(yōu)化配置，提高可再生能源的利用率以及電力系統(tǒng)的靈活性。

圖1 氫能應(yīng)用范圍圖

表1 氫氣、汽油和天然氣能量密度對比表

氫能作為清潔綠色能源，其零碳排放性質(zhì)，成為我國能源結(jié)構(gòu)低碳轉(zhuǎn)型中的主要方向， 而質(zhì)子交換膜作為清潔綠色氫能的核心組件之一，下游應(yīng)用廣泛，主要應(yīng)用于燃料電池、電解水制氫、全釩液流電池儲能系統(tǒng)和氯堿工業(yè)等領(lǐng)域，在能源結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)型中將起重要作用。結(jié)合目前市場的發(fā)展趨勢進行推測，我國質(zhì)子交換膜市場未來將由車用燃料電池市場主導(dǎo)，市場規(guī)模超百億元。

圖2 質(zhì)子交換膜主要應(yīng)用領(lǐng)域

圖3 質(zhì)子交換膜外觀圖

質(zhì)子交換膜（PEM），又稱為質(zhì)子膜或離子交換膜，是一種離子選擇性透過的膜，在不同應(yīng)用領(lǐng)域工作原理是不同的，如：質(zhì)子交換膜在氫燃料電池、電解水制氫氣等領(lǐng)域中所交換的陽離子為質(zhì)子（氫離子 H+），而在氯堿工業(yè)中所交換的陽離子為鈉離子（Na+）。

圖4 質(zhì)子交換膜上、下游框架圖

質(zhì)子交換膜應(yīng)用廣泛，主要應(yīng)用于燃料電池、電解水、儲能電池、氯堿工業(yè)等領(lǐng)域，受益于環(huán)保趨嚴及政府政策支持，PEM燃料電池及電解水發(fā)展迅速，國內(nèi)外市場都呈現(xiàn)出較快的需求增長和廣闊的發(fā)展前景，燃料電池和電解水的快速發(fā)展，也將持續(xù)為質(zhì)子交換膜帶來可觀的市場增量。（元琛科技）