行业焦点｜行业爆发前夕！膜电极助推氢能产业发展，打造强劲中国“芯”

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被誉为燃料电池“心脏”的膜电极，是燃料电池的核心部件，决定了燃料电池的性能、寿命和成本，其成本约占燃料电池电堆成本的60%。在双碳背景下，燃料电池产业发展加速，膜电极行业将迎来行业爆发期。

图  膜电极的结构膜电极（MEA）是由催化剂、质子交换膜、气体扩散层三大基础部件构成的电极。膜电极是质子交换膜燃料电池发生电化学反应的场所，其决定了燃料电池的电堆性能、使用寿命、输出性能、反应效率等，是燃料电池技术的核心环节。近年来，随着燃料电池市场发展，市场对高性能、低铂载量、低成本、长寿命的膜电极需求不断释放。

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处于产业链上游的膜电极

占燃料电池成本的 60%

产业链位置

膜电极处于燃料电池上游，由电解质膜（质子交换膜）、催化剂、气体扩散层构成。虽是三种核心材料的合成组件，但膜电极由超过12种不同的核心材料组成，其产业化的难点之一就是核心材料的筛选，其次是制成工艺连续化以及工程验证，其技术难度不亚于比质子交换膜。

图 燃料电池产业链
目前在燃料电池系统、电堆环节，国产企业已经实现产品批量供应，随着膜电极国产化的逐步深入，燃料电池产业链已经基本实现国产化。但产业链中质子交换膜、气体扩散层等材料环节仍处于研发或小批量试制阶段，持续引导国产化推进，实现技术独立可控对成本下降意义重大。

成本构成

图 成本构成
在氢燃料电池系统中，电堆占总成本的比例高达60%；膜电极又占电堆总成本的60%。随着量产规模的逐步扩大，膜电极（质子交换膜+催化剂+气体扩散层）在电堆成本中的占比有望从60%（年产1000套电堆）下降至47%（年产50万套电堆）。

上海交通大学机械与动力工程学院燃料电池研究所所长章俊良教授指出，“催化剂和膜电极成本才是未来燃料电池最大的瓶颈问题。”实现低铂膜电极以及规模化生产有助于膜电极组件成本降低，继而带动燃料电池成本下降，更有利于燃料电池车的推广，对膜电极头部企业而言，有利于率先占领国内市场，真正逐渐替代巴拉德等外国技术在国内的市场份额。

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市场需求日益旺盛

膜电极产业化发展进程加快

膜电极市场需求主要来源于燃料电池领域。随着国内燃料电池产业的快速发展，国内电堆及其零部件环节基本实现国产化，膜电极作为电堆的核心组成部分，需求量也随着燃料电池行业的发展逐步上升。

据势银（TrendBank）数据统计，2022年上牌车辆膜电极装机规模达203.5万片，同比增长181.5%，需求CCM（活性区域）面积超过6万平米，同比增长174.3%；

出货市场方面，相对装机规模有一定的差距，主要是由于膜电极作为产业链的上游，出货到装机投运有一定的时间差，根据终端项目的实施进度，出货膜电极规模体现到装机量上时间差快者数月，慢者也有超过一年，甚至更久。据势银（TrendBank）统计数据，2022年膜电极出货市场规模已达到338万片，CCM（活性面积）需求量超10万平米，较2021年同比增长超过180%。

国产膜电极专业第三方供应商挑起国内市场大梁

2022年膜电极市场规模无论从装机还是出货角度，同比增长均超过180%，相较于2021年，膜电极市场竞争格局也发生了明显的变化。
目前，国内已上牌车辆装堆膜电极企业近20家，作为专业第三方膜电极供应商企业仅五家国产品牌企业，分别是唐锋能源、擎动科技、鸿基创能、武汉理工和亿氢科技，但该五家企业基本占据了国内装车市场75%左右市场份额，唐锋能源位列第一。

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唐锋能源完成3亿元融资

着力打造氢能产业强劲的中国“芯”

上海唐锋能源科技有限公司近期完成近3亿元的C轮融资，本轮融资由金浦智能、前沿投资、东风资管联合领投，高瓴创投和朗玛峰创投作为老股东持续追加投资。本轮融资资金将主要用于研发和产线升级。

唐锋能源创立于2017年，是一家拥有燃料电池和电解槽“心脏”膜电极设计、材料、工艺、设备、测试评估等全套核心技术的高科技公司，公司的创始人、董事长兼首席科学家上海交通大学的章俊良教授，在氢能与燃料电池行业深耕20余年。公司致力于在氢能技术和应用领域，以科技引领氢能燃料电池产业，为世界提供零碳、高效的洁净能源和动力，与合作伙伴一起为人类创建美好的绿色地球。公司自成立以来一直坚持自主创新，基于制程工艺特色，自主开发制造设备和测试表征设备，并联合战略供应商进行设备的集成与调试。目前低贵金属膜电极产品已持续稳定供应给国内外知名电堆、系统客户。 

唐锋能源长期致力于开发具有高比表面积高铂原子利用率以及高活性的铂碳催化剂、铂合金催化剂和铂基核壳催化剂，同时深入研究低铂带来的膜电极稳定性不佳和膜电极中氧气传输效率恶化的问题。基于发现的催化层微纳尺度传质和衰减的机理与规律，构筑阶梯特征的电极催化层构型并提高离子聚合物分布的均匀性，调控催化剂载体荷电状态、颗粒结构和分散状态，优化三相界面、强化体相传质和局域传质，有效解决了燃料电池中低铂载量和高功率密度放电之间的矛盾，低铂载量和燃料电池长寿命之间的矛盾，以及低铂载量和宽工况运行适应性的矛盾。

目前公司自主开发的产品功率密度≥1.5W/cm2，并通过了车规级严苛工况的性能和稳定性验证。下一代具有更高性能和寿命的膜电极产品正在开发过程中，预计2024年底可以量产，该产品将进一步降低燃料电池的成本，为未来百万级车辆推广做准备。 目前，唐锋能源拥有一个综合研发中心和两个制造测试基地，满足产品技术迭代开发和生产出货，至今累计共销售近两百万片的膜电极产品，国内外累计配套燃料电池电堆系统近6,000套，同时，在电解水、电站发电领域也完成了布局。唐锋能源将持续创新，研发和制造低成本高性能长寿命的电解水制氢和燃料电池膜电极产品，为氢能产业提供强劲的中国“芯”。 膜电极是燃料电池的核心部件，膜电极在经济方面具备广泛的应用前景和巨大的发展潜力。在双碳背景下，燃料电池产业发展加速，为满足日益增长的市场需求，国内加强研发膜电极、提高品质、培育市场。国内膜电极企业纷纷扩大生产，膜电极产业化进程加快。未来膜电极将会在推动我国产业升级和经济发展中发挥巨大的作用。

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