氫燃料電池是將氫氣和氧氣的化學能直接轉換成電能的發電裝置。氫燃料電池工作原理是氫氣通過管道或導氣板到達陽極,氧氣到達陰極,在催化劑作用下,氫分子解離為氫質子再釋放出電子,電子在外電路形成直流電。氫燃料電池具有對環境無污染、運行噪聲小、發電高效率等優勢。氫燃料電池技術是實現能源領域戰略性產業的先決條件,在雙碳目標背景下,我國氫燃料電池行業發展迅猛。
作為氫燃料電池重要原材料,氫能指通過氫氣和氧氣反應所產生的能量。氫能化學特性活躍,可同多種金屬或合金化合,其資源儲量充足且能量密度高,屬于二次能源。我國為全球最大制氫國,據國家能源局統計數據顯示,2021年我國氫能產量約達3300.0萬噸。此外,我國氫能相關企業數量不斷增長,這為氫燃料電池行業發展提供動力和保障。
根據新思界產業研究中心發布的《
2022-2027年氫燃料電池行業深度市場調研及投資策略分析研究報告》顯示,燃料電池電堆是氫燃料電池系統核心部件,由催化劑、質子交換膜、氣體擴散層、雙極板、端板和集流板等材料構成。其中,質子交換膜以聚合物膜作為電解質,能直接影響氫燃料電池性能,具有為電解質提供氫離子通道、隔離電池陰陽兩級反應氣體、支撐催化劑層等作用。質子交換膜采用全氟化聚合物材料合成,具有壽命長、穩定性好等優勢,但其開發生產難度大,售價較高。電堆成本高成為我國氫燃料電池系統發展所面臨的主要挑戰,2021年我國電堆成本占燃料電池系統總成本的63.2%。
氫燃料電池主要應用于航天、汽車、發電站、軌道交通、船舶等領域。近年來,我國新能源汽車行業快速發展,氫燃料電池汽車作為其細分領域,獲得較大市場需求,產銷量呈持續增長趨勢。據中國汽車工業協會統計數據顯示,2021年我國氫燃料電池汽車產量達1777輛,同比增長48.2%;2021年我國氫燃料電池汽車銷量達1586輛,同比增長34.7%。
新思界
行業分析人士表示,在綠色環保觀念影響下,氫能受到全球廣泛關注,被譽為21世紀最具發展潛力的清潔能源。我國氫能產量充足,市場需求旺盛,這對氫燃料電池行業發展具有積極影響。氫燃料電池應用領域廣泛,但由于電堆核心材料生產開發存在技術限制,導致我國氫燃料電池電堆成本居高不下,行業發展面臨挑戰。