PEM电解水制氢的降本趋势和逻辑

来源:科创之道发布时间:2023-05-093523浏览

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整个氢能产业链中，电解水制氢，成了今年独特的一道风景。谈到电解水制氢，就涉及到电解槽，谈到电解槽，就绕不开两个技术路径比较，一方是追求技术成熟度和性价比的碱槽，一方是支持技术领先性的PEM槽：

PEM电解槽：我响应速度快。碱式电解槽：我价格便宜；
PEM电解槽：我电流密度大。碱式电解槽：我价格便宜；
PEM电解槽：我氢气纯度高。碱式电解槽：我价格便宜……

所以归根到底看，PEM能否占据一席之地，关键还在在于成本能否降低，而成本的降低无非几个逻辑，一个是规模放量带来的成本优势，一个是国产替代带来的成本优势，一个是技术迭代带来的成本优势。

如果有一场讲座能够解答你如下的疑问：电解槽路径中碱式和PEM如何取舍？PEM电解槽成本构成如何？PEM的降本空间在哪里？PEM上层核心部件和材料国产化程度如何了？……

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我们先来看一下PEM电解槽的成本构成，从上面提到的三个降本逻辑来看，SOP辅机组件，很有可能按照规模放量的逻辑进行降本，而更上游的电堆、膜电极和原材料，则更多是按照国产替代和技术迭代的逻辑进行降本，比如交换膜的国产化，比如低铂催化剂的技术升级等等。

从PEM电解槽的核心部件膜电极的角度，主要包括BP(Bipolar Plate双极板，又叫流场板)、GDL（气体扩散层）、PEM（质子交换膜）、阴极和阳极电催化剂（Catalyst）。

这是一张膜电极的剖面图，从另一个视角展示了膜电极的构成，两个半电池被PEM隔开，PEM在反应过程中运输质子，并阻止产物气体的通过。催化剂直接涂覆于膜或多孔传输层上。

PEM电解槽的最核心单元是两个半电池结构，左右对称，这个图左边是阴极，右边是阳极，阴极产生氢气，阳极产生氧气。最中间的1号，就是质子交换膜了，这也是PEM电解槽的被命名原因，PEM是一种高分子材料，目前主流是全氟磺酸。紧挨着PEM膜的2号，是催化剂，虽然都是催化剂，但是阴极和阳极并不一样，阴极是铂催化剂，阳极是铱催化剂。再往外一层的3号，是气体扩散层，也被称为多孔传输层，属于多孔结构材料，有利于气体的扩散，两边的材质也不一样，阴极一侧主要是碳纸，阳极一侧因为电压较高，碳容易腐蚀，所以用了镀铂钛毡。4号是双极板了，又被称为流道板和隔板，主要作用是电极，以及通过板子上的流道，释放氢气和氧气。最后，所有的电解小室，被端板密封成整体。

那么以上的几个核心部件，将会按照什么逻辑进行降本呢？降本的空间有多大呢？

先提前剧透一张图，如果未来三五年，真能实现这种规模的降本空间，是不是PEM会很有吸引力？更多详细的信息，各个维度的降本逻辑分析，欢迎参加我们周四下午的专场讲座《PEM电解水制氢的降本趋势和逻辑》：

作者简介：步日欣

创道硬科技创始人，北京邮电大学创业导师、经管学院特聘导师、天津市集成电路行业协会顾问。电子工程本科、计算机硕士学位，具有证券从业资格、基金从业资格，先后就职于亚信咨询、中科院赛新资本、东旭金控集团等，拥有IT研发、咨询、投融资十五年以上经验，关注投资领域为半导体、智能制造、新能源等。

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