(元琛科技)2020年9月22日，我國在第七十五屆聯合國大會一般性辯論上提出在2030年之前實現二氧化碳排放達峰，到2060年實現碳中和目標。而目前碳基能源仍是我國能源結構主體，因此，在雙碳戰(zhàn)略背景下，能源結構亟需低碳化轉型，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，應用范圍廣泛，無論是燃燒還是通過燃料電池化學反應，最終產物只有水，真正實現低碳甚至零排放；氫能具有高能量密度和高能量轉化率，相較于汽油和天然氣等傳統(tǒng)燃料，相同質量的氫氣可以在應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合，通過電解水技術有效解決目前存在的可再生電力供應和用電需求時間不匹配的問題，實現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，成為我國能源結構低碳轉型中的主要方向， 而質子交換膜作為清潔綠色氫能的核心組件之一，下游應用廣泛，主要應用于燃料電池、電解水制氫、全釩液流電池儲能系統(tǒng)和氯堿工業(yè)等領域，在能源結構轉型中將起重要作用。結合目前市場的發(fā)展趨勢進行推測，我國質子交換膜市場未來將由車用燃料電池市場主導，市場規(guī)模超百億元。

圖2 質子交換膜主要應用領域

圖3 質子交換膜外觀圖

質子交換膜（PEM），又稱為質子膜或離子交換膜，是一種離子選擇性透過的膜，在不同應用領域工作原理是不同的，如：質子交換膜在氫燃料電池、電解水制氫氣等領域中所交換的陽離子為質子（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 質子交換膜上、下游框架圖

質子交換膜應用廣泛，主要應用于燃料電池、電解水、儲能電池、氯堿工業(yè)等領域，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，國內外市場都呈現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)為質子交換膜帶來可觀的市場增量。（元琛科技）