3年后30亿市场，质子交换膜或迎来大规模应用
目前，我国已初步掌握了燃料电池关键材料、电堆、动力系统、整车集成和氢能基础设施的核心技术，基本建立了具有自主知识产权的燃料电池汽车动力系统技术平台，实现了百辆级动力系统与整车的生产能力。
国务院印发的“十三五”国家战略发展规划中指出，到2020年实现燃料电池汽车批量生产和规模化示范应用。“中国制造2025”中提出，到2020年要生产1000辆左右的燃料电池车。
在政策的支持下，国内车企纷纷涉足燃料电池车领域，据统计，目前国内有14家企业正紧锣密鼓的斥巨资布局燃料电池车领域。
跨国公司布局燃料电池大动作不断，将燃料电池推至行业“风口”。
先是通用与本田联手投资打造燃料电池生产设施，紧接着与Honda宣布成立合资公司对氢燃料电池系统进行量产，另外，戴姆勒、宝马、丰田等13家国际巨头公司计划斥资超100亿欧元联手推动氢燃料电池车开发，车企巨头纷纷大手笔涉足燃料电池领域，燃料电池车发展有望提速。
| 质子交换膜或迎来大规模应用
作为燃料电池内部的核心部件，质子交换膜占到整个燃料电池总成本的10%-20%。被公认为电动汽车、固定发电站等的首选能源。
迄今最常用的质子交换膜（PEM）仍然是美国杜邦公司的Nafion质子交换膜， PEMFC大多采用Nafion等全氟磺酸膜，国内装配PEMFC所用的PEM主要依靠进口。
但Nafion质子交换类膜仍存在下述缺点：
(1) 制作困难、成本高，全氟物质的合成和磺化都非常困难，而且在成膜过程中的水解、磺化容易使聚合物变性、降解，使得成膜困难，导致成本较高。
(2) 对温度和含水量要求高，Nafion系列膜的最佳工作温度为70～90℃，超过此温度会使其含水量急剧降低，导电性迅速下降，阻碍了通过适当提高工作温度来提高电极反应速度和克服催化剂中毒的难题。
(3) 某些碳氢化合物，如甲醇等，渗透率较高，不适合用作直接甲醇燃料电池(DMFC)的质子交换膜。
目前 Nafion 膜的售价一般在 500 美元/平米以上，数据显示 80 kw 的燃料电池需要约 11.8 平 米的质子交换膜，质子交换膜材料成本至少为 73.75 美元/kw。
美国能源部的研究表明，在燃料电池系统年产量为 1000 台的条件下，燃料电池堆成本为 154 美元/千瓦，而当产量扩大至 50 万台每年时，燃料电池堆成本将降至 26 美元/千瓦。
相应地，聚合物电解质膜在整个燃料电池堆的成本占比也将由 1000 台时的 28% （对应成本为 43.12 美元/ kw）降至 10%（对应成本为 2.6 美元/ kw）。
质子交换膜成本持续下降
我们可以看出，随着燃料电池批量化生产，质子交换膜生产成本降幅明显。由于在燃料电池中质子交换膜成本所占比例极高，降低质子交换膜的价格成为燃料电池进行成功商业化应用的关键因素之一。
| 用于燃料电池汽车的质子交换膜市场有多大？
据统计，三元动力锂电池的总需求将从 2015 年的 3.27GWh 增加到 2020 年的 49.21GWh，而燃料电池中的质子交换膜用量约为0.2平米/KWH，如果所有的动力锂电池都用燃料电池替代，则2020年用于燃料电池的质子交换膜的完全潜在市场将达到985万平米！
如果市场渗透率为10%，则潜在市场为98.5万平米。如果按一平米3000元计算，则市场容量达30亿元左右。
在我国有中国科学院大连化学物理研究所、清华大学、武汉理工大学、上海空间电源研究所、山东东岳、南京普能、大连新源动力、上海神力等很多单位在开展PEMFC的研究，并取得了长足进展。
就技术而言，千瓦级的PEMFC技术已基本成熟，阻碍其大规模商业化的主要原因是燃料电池的价格还远远没有达到实际应用的要求，影响燃料电池成本的两大因素是材料价格昂贵和组装工艺没有突破，导致PEMFC成本约为汽油、柴油发动机成本（50$/kW）的10~20倍。
PEMFC要作为商品进入市场，必须大幅度降低成本，这有赖于燃料电池关键材料价格的降低和性能的进一步提高。
来源：unima新材网综合整理
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