近年來，隨著綠氫項目數量的快速增長，電解水制氫裝備的市場需求顯著提升。PEM電解水制氫設備因具有快速響應特性與大電流密度，可匹配風光等可再生能源的高波動性，被認為是最具潛力的綠氫制備技術。這吸引了一大批企業入局PEM制氫領域。

　　不過，由于PEM制氫設備研發難、成本高、產品迭代速度快，加之現階段市場規模還很小，行業內已出現高調入局又黯然退出的企業。

　　作為一家老牌PEM制氫裝備廠商，氫芯科技提醒您：“PEM制氫裝備企業千萬不能有急功近利的想法。尤其像工業化級的產品，需要長久的研發、論證，才能真正形成一款成熟的產品，進入到一個真正的商品化階段。做好PEM電解槽不僅前期要有比較扎實的沉淀，后期還要持之以恒地耕耘，最后才能制造出市場信得過的產品。”

　　PEM產品研發并不簡單

　　根據統計，目前推出PEM制氫設備產品的企業超過40家。其中既有央企旗下氫能子公司，又有上市公司成立的氫能企業，還有技術積累時間久、經驗豐富的老牌廠商，更有燃料電池企業跨界入局。此外，還有瞄準PEM制氫產業化的新興企業、國際巨頭和科研院所等。

　　無論對于哪個群體，工業級大標方PEM電解槽在國內都是個足夠新鮮的命題，從材料部件到電解槽研發的技術門檻都很高，產業化推廣十分不易。

　　從膜電極及核心材料來看，PEM電解水所用的質子膜多采用115、117型號的均質膜，厚度在150-200微米之間，相對來說厚度較厚，溶脹率較高，因此在涂布時，質子膜可能會出現溶脹、變形等情況，所采用的電解水膜電極的涂布設備需要特殊的設計。

　　PEM電解槽在催化劑的使用上更加依賴貴金屬材料。在PEM電解槽的強酸性運行環境下，非貴金屬材料容易受到腐蝕，并可能和質子交換膜中的磺酸跟離子結合，降低質子交換膜的工作性能。目前常用的陰極催化劑為以碳為載體材料的鉑碳催化劑，而氧化銥是目前應用最廣泛的陽極催化劑。

　　當前鉑、銥均為貴金屬，銥的市場價格比鉑還要貴上幾倍，且水電解所用催化劑氧化銥比重大且沒有載體，因此在制作漿料過程中易出現聚集及沉降現象。

　　氣體擴散層作為連接雙極板和催化劑層的橋梁，確保了氣體和液體在雙極板和催化劑層之間的傳輸，并提供有效的電子傳導。電解水氣體擴散層目前有兩種類型，一種是鈦纖維氈、一種是鈦網結構。生產鈦纖維氈的企業在逐漸增多，國內目前主要是進口，少部分采用國產替代。

　　在雙極板方面，PEM制氫雙極板通常為鈦基雙極板，因為PEM電解水制氫系統工作過程中，雙極板需長期處于酸性環境中，運行壽命要求達到4萬小時以上，條件苛刻，常規的不銹鋼材料耐腐蝕性不足，導電性差，鐵離子析出容易加速膜的分解老化，很難滿足運行要求。

　　此外，為保證鈦板的耐腐蝕性和導電性，增加其使用壽命，鈦板（和擴散層）表面還需要再涂覆一層貴金屬。PEM電解水工作電壓一般在1.6-2.4V之間，PEM電解水雙極板鍍層要承受較高的電位腐蝕，一般采用貴金屬復合涂層（目前多為鉑、金）。

　　綜合來看，PEM電解槽不僅研發難度大，而且材料成本占比很高。一些企業在開發之初就選擇了自研膜電極和自行設計雙極板這條路，這不僅考驗企業的研發能力，更加考驗企業的資金持續投入的能力。特別是在行業內企業紛紛加速產品迭代的情況下，不得不推出更大標方的產品來適應市場需求，這也使得企業負擔進一步加重。

　　市場對PEM的需求還不夠熱烈

　　雖然近兩年國產PEM電解槽取得了長足進步，但在技術成熟度、裝置規模、關鍵材料性能和可靠性驗證等方面與國外先進水平相比還存在一定差距。單從技術指標來看，國產PEM電解槽的電流密度多在1-2A/c㎡之間，海外成熟廠商電流密度已普遍達到2A/c㎡。國內貴金屬催化劑銥載量為2-4mg/c㎡，海外成熟廠商貴金屬催化劑銥載量為1.2mg/c㎡。

　　“目前業界看到的國內應用于綠氫項目的PEM電解槽產品更多是測試數據，缺乏實際應用的檢驗。”一家電解水制氫系統企業高層告訴我們。盡管PEM電解槽在綠氫項目上開始出現示范性的項目，但整體而言，應用案例還偏少，國產PEM電解槽產品性能還需經歷長久的測試和驗證。

　　這也是為何，當前PEM電解水制氫系統的裝機量遠低于堿性電解水制氫系統裝機量，PEM電解槽的技術先進性與其市場占有率形成鮮明的對比。

　　從公開消息來看，國內一些項目采購方認為國產PEM電解槽沒有經過實際項目長期驗證，技術水平不如進口產品，更偏向于采購進口的PEM電解槽。

　　5月13日，陜煤石門2×66萬千瓦擴能升級改造項目發布制氫設備招標公告顯示，采購兩臺機組所配套的完整的制氫系統所有設備，其中制氫機采用整機進口設備。盡管這個項目只是個例，但也代表了采購方的一種看法。

　　客觀來看，在當前市場規模還偏小的情況下，企業貿然入局PEM制氫領域，可能要面對產品暫時沒有銷路，還要投入重金研發下一代產品的窘境，這對企業的資金和技術實力都是相當大的考驗。

　　一家PEM制氫設備企業在去年推出一款PEM電解槽產品后，一直遲遲無法打開市場局面，如今已黯然退出該領域。建議后續入局者能夠審慎決策，減少試錯成本，實現長久穩健運營！