今天給大家分享的是氫燃料電池膜電極組件及市場規(guī)模概述，文章參考華經(jīng)產(chǎn)業(yè)研究院研報，艾邦補充，如有錯誤或遺漏歡迎加群指正交流。

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1、膜電極組件(MEA)概述

膜電極組件(MEA)是質子交換膜(PEM)燃料電池的核心。它包含促進燃料通過電化學過程轉化為電能所必需的物質。

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它由兩側配有電極的聚合物電極膜組成。氫氣從一側（陽極）進入，與催化劑反應后分離為質子和電子。質子穿過膜到達另一個電極（陰極）。在這里與氧氣合成，并在催化劑的作用下生成水。無法穿過質子交換膜的電子會從燃料電池中流出，用于產(chǎn)生電能。

與原電池和二次電池不同的是，燃料電池發(fā)電需要有一相對復雜的系統(tǒng)。典型的燃料電池發(fā)電系統(tǒng)組成如圖所示，除了燃料電池電堆外，還包括燃料供應子系統(tǒng)、氧化劑供應子系統(tǒng)、水熱管理子系統(tǒng)及電管理與控制子系統(tǒng)等，其主要系統(tǒng)部件包括空壓機、增濕器、氫氣循環(huán)泵、高壓氫瓶等，這些子系統(tǒng)與燃料電池電堆（或模塊）組成了燃料電池發(fā)電系統(tǒng)。燃料電池系統(tǒng)的復雜性給運行的可靠性帶來了挑戰(zhàn)。

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2、膜電極組件(MEA)生產(chǎn)工藝

燃料電池電堆生產(chǎn)流程主要包含膜電極組件制備、雙極板制備和電堆裝配三大環(huán)節(jié)。

從膜電極生產(chǎn)流程來看，主要涉及攪拌、涂布、貼合、熱壓和模切等生產(chǎn)工序。

全自動化膜電極產(chǎn)線 圖源擎動科技

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3、膜電極組件(MEA)不同技術路線對比

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4、膜電極組件(MEA)應用

膜電極組件(MEA)是質子交換膜(PEM)燃料電池的核心，裝載于燃料電池中應用于各行業(yè)。

常規(guī)裝載：適用于要求相對較低應用，例如乘用車、無人機或叉車

氫燃料電池電源 DS30 無人機

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高負荷：用于商用車和其他重型車輛（例如大巴車、物流車、重卡等）

冬奧會氫燃料電池車 圖片來自網(wǎng)絡

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5、膜電極市場規(guī)模

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2021年電堆成本約占燃料電池系統(tǒng)成本65%。

數(shù)據(jù)資料來源：弗若斯特沙利文，華經(jīng)產(chǎn)業(yè)研究院

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膜電極主要包括催化劑、質子交換膜以及氣體擴散層，占電堆成本的75%左右，其中催化劑占電堆的36%，雙極板占電堆的23%，質子交換膜占電堆的16%。

據(jù)中國氫能聯(lián)盟數(shù)據(jù)，2020年我國燃料電池電堆年新增市場規(guī)模為3.6億元。預計2021-2025年燃料電池電堆新增市場需求的CAGR為87%。2025/2030年，燃料電池電堆新增市場分別為75/238億元。

數(shù)據(jù)資料來源：中國氫能聯(lián)盟，華經(jīng)產(chǎn)業(yè)研究院

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隨著氫燃料電池產(chǎn)業(yè)發(fā)展，其上游零部件膜電極市場需求隨之增長。根據(jù)中國氫能聯(lián)盟數(shù)據(jù)，2020年中國膜電極新增市場需求為1.8億元。預計2021-2025年我國氫燃料電池車用膜電極的年新增市場需求的CAGR為83%。2025/2030年前我國膜電極新增市場37/173億元。

數(shù)據(jù)資料來源：中國氫能聯(lián)盟，華經(jīng)產(chǎn)業(yè)研究院

6、膜電極行業(yè)競爭格局

從企業(yè)布局情況來看，2021年后國內膜電極企業(yè)擴產(chǎn)速度加快，雙面直接涂布技術和膜電極一體成型技術正在成為主流。國外膜電極供應商已具備膜電極批量自動化生產(chǎn)線，單線年產(chǎn)能在數(shù)千平方米到萬平方米級。

資料來源：氫智會，華經(jīng)產(chǎn)業(yè)研究院，艾邦補充

2019年后鴻基創(chuàng)能、擎動科技、武漢理工氫電以及泰極動力國產(chǎn)生產(chǎn)線先后正式落成，我國的膜電極領域逐步開啟批量化生產(chǎn)步伐。

資料來源：氫智會，華經(jīng)產(chǎn)業(yè)研究院，艾邦補充

7、膜電極行業(yè)未來發(fā)展趨勢

①、國內企業(yè)膜電極主要參數(shù)已經(jīng)與國際先進水平接近，部分參數(shù)可以超過國外先進水平。

目前，國內已經(jīng)有一批可以獨立研發(fā)、生產(chǎn)膜電極的企業(yè)，從產(chǎn)品性能來看，主要性能參數(shù)方面與國際水平接近，如部分領先企業(yè)功率密度可達到1.4W/cm2，耐久可達20000小時以上。國內領先膜電極企業(yè)鴻基創(chuàng)能、武漢理工新能源、擎動科技膜電極產(chǎn)品功率密度均超過1W/cm2，鴻基創(chuàng)能達到1.4W/cm2，測試使用壽命超過1~2萬小時，已基本滿足產(chǎn)業(yè)化應用需求。

資料來源：TrendBank，華經(jīng)產(chǎn)業(yè)研究院，各企業(yè)官網(wǎng)，艾邦補充

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②、國產(chǎn)膜電極成本優(yōu)勢明顯，并有望持續(xù)下降。

國產(chǎn)化MEA產(chǎn)品規(guī)模化應用增強供應商議價能力，大批量采購情況下上游原材料成本有望大幅下降，同時規(guī)模效應攤薄高昂的設備投入，帶動MEA成本下行。

資料來源：TrendBank，華經(jīng)產(chǎn)業(yè)研究院

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原文始發(fā)于微信公眾號（艾邦氫科技網(wǎng)）：氫燃料電池膜電極組件及市場規(guī)模概述