质子交换膜工作原理,氢能源汽车供氢原理？

质子交换膜工作原理

新材料-质子交换膜寻找材料

氢能源汽车供氢原理？

上榜理由
成本占整个燃料电池堆的12%，技术壁垒高
质子交换膜是膜电极的重要组成部分，是燃料电池的核心部件。其成本占整个燃料电池堆的12%。其性能适用于质子交换膜燃料电池（PEMFC）具有决定性的使用性能、使用寿命、成本等，技术壁垒较高。

材料简介
质子交换膜，又称聚合物电解质膜，实际上是一种具有传递质子功能的选择性透膜。此外，它还可以隔离燃料和氧化剂，防止渗透引起的直接化学反应。在燃料电池中，它与催化剂和气体扩散层形成膜电极，占整个燃料电池堆的12%。

质子交换膜可分为四类：全氟质子交换膜、部分氟化聚合物膜、新型非氟化聚合物膜和复合膜。目前，全氟磺酸质子交换膜已商业化，成为市场上重要的燃料电池隔膜材料。

质子交换膜的分类和特点

应用领域
新能源燃料电池

发展历程
1839年，英国科学家Grove燃料电池的原理首次提出
20世纪60年代，美国国家航天局（NASA）质子交换膜燃料电池首次作为辅助电源应用于航天飞船
1979年，杰佛里·巴拉德（Geoffrey Ballard）巴拉德动力系统公司在加拿大与其合作伙伴成立，开发了以质子交换膜为主的燃料电池，并应用于汽车领域
1992年，在政府的支持下，各国汽车制造商开始开发燃料电池汽车
1993年，Ballard公司向世界展示了一辆由质子交换膜燃料电池驱动的无污染公交车，引发了全球研发热潮
21世纪初以来，基于质子交换膜的燃料电池技术取得了快速进步，世界各国都高度重视，投入巨资开发这一技术

全球市场格局
第一个用于燃料电池的质子交换膜是杜邦公司在20世纪60年代末开发的全氟磺酸质子交换膜（Nafion膜）。此后，包括美国陶氏化学公司在内的几种类似的全氟磺酸结构质子交换膜出现了Dow膜、日本Asahi Chemical公司的Aciplex膜和Asahi Glass公司的Flemion膜。目前，流供应商仍以美国杜邦为主。

就国内市场而言，目前国内质子交换膜价格居高不下的原因一方面是技术垄断，另一方面是工艺成本高。质子交换膜是获得稳定廉价燃料电池的最大瓶颈，也是未来必须突破的领域。目前，该领域的国内参与者主要包括天津大学、武汉理工大学、大连化工研究所、大连鑫源股份有限公司、上海神力科技、同济科技旗下中科同力、东岳集团等大学科研机构和资金技术实力雄厚的商业公司。

总的来说，迄今为止最常用的质子交换膜仍然是杜邦公司的Nafion质子交换膜，PEMFC大多采用Nafion全氟磺酸膜等。在中国组装PEMFC使用的质子交换膜主要依靠进口。

预测市场规模
据Grand View Research根据统计和预测数据，2019年全球燃料电池市场规模约为104.8亿美元，其中质子交换膜燃料电池（PEMFC）2019年出货量超过67.7％。

2020-2027年全球燃料电池市场规模复合年增长率预计在15-2027年.5%。其中，质子交换膜燃料电池将继续保持较大的市场份额，从而促进质子交换膜市场的持续增长。

主要研究单位/公司
中国:东岳集团、中科通力、江苏科润、武汉理工新能源、天津大学、大连化工研究所、上海神力科技、德威新材料…
国外：杜邦（Dupont）、戈尔公司（Gore）、陶氏（Dow）、科慕公司（Chemours），3M、旭硝子（AGC）、旭化成（Asahi Kasei）、索尔维（Solvay）、巴拉德公司（Ballard）…
以上排名没有顺序，名称都是简称
应用案例
燃料电池：质子交换膜燃料电池…

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