近年來(lái)，我國(guó)氫電解槽產(chǎn)能和裝機(jī)量增長(zhǎng)迅速，綠氫項(xiàng)目數(shù)量呈“爆發(fā)式”增長(zhǎng)。其中，上游制氫環(huán)節(jié)成為資本和市場(chǎng)關(guān)注的熱點(diǎn)。按照制氫技術(shù)路線分類(lèi)，電解水制氫技術(shù)可分為以下四種：堿液電解技術(shù)（ALK）、質(zhì)子交換膜電解技術(shù)（PEM）、高溫固體氧化物電解技術(shù)（SOEC）和固體聚合物陰離子交換膜電解技術(shù)（AEM）。目前，堿液電解仍為當(dāng)前的市場(chǎng)主流，PEM電解提升空間較大，已逐步實(shí)現(xiàn)商業(yè)化；SOEC電解已處于小規(guī)模示范階段；相比之下，AEM電解仍然處于研發(fā)和測(cè)試階段。
電解槽的核心組件包含隔膜、電極、極板等。其中，電極是電化學(xué)反應(yīng)發(fā)生的場(chǎng)所，也是決定電解槽制氫效率的關(guān)鍵。
莒納科技PEM膜電極（CCM）
莒納科技作為專(zhuān)業(yè)的綠氫電極供應(yīng)商，繼年初發(fā)布可達(dá)萬(wàn)A電密的JA系列堿液電極后，持續(xù)推動(dòng)公司技術(shù)創(chuàng)新產(chǎn)業(yè)化進(jìn)程——其PEM膜電極已由第三方權(quán)威機(jī)構(gòu)完成樣品測(cè)試。基于催化劑材料微觀結(jié)構(gòu)改進(jìn)和工藝創(chuàng)新，大幅降低催化層貴金屬載量，并突破了漿料分散和涂布轉(zhuǎn)印工藝，有望解決PEM膜電極成本高、工藝難兩大難題。
莒納科技PEM膜電極三大創(chuàng)新
1、陰極低鉑，陽(yáng)極低銥，成本下降約30%
催化劑納米結(jié)構(gòu)及成分優(yōu)化提升活性、降低載量。莒納科技陰極催化劑采用自主合成的Pt-過(guò)渡金屬合金納米材料，陽(yáng)極催化劑采用自研核殼結(jié)構(gòu)材料，從而增強(qiáng)活性位點(diǎn)協(xié)同作用，提高催化劑有效反應(yīng)活性面積，同時(shí)促進(jìn)電荷傳輸增強(qiáng)導(dǎo)電性，大幅降低鉑、銥負(fù)載量。
通過(guò)微觀結(jié)構(gòu)的優(yōu)化，莒納科技催化劑在保證膜電極性能達(dá)到<1.9V@2A@60°C的前提下：
? 陰極Pt載量小于0.2mg/cm²；
? 陽(yáng)極IrO?載量小于1mg/cm²；
? 膜電極總成本下降約30%。
PEM膜電極同業(yè)對(duì)比
2、漿料48小時(shí)穩(wěn)定性+連續(xù)涂布工藝保障產(chǎn)品一致性
膜電極在制備過(guò)程中，需要完成催化劑合成、漿料制備、CCM 制備、封裝等關(guān)鍵工藝，莒納科技在催化劑-漿料-涂布轉(zhuǎn)印三個(gè)層面，體系性地通過(guò)工藝創(chuàng)新保障了膜電極的一致性：
? 通過(guò)組份、溫度等參數(shù)精準(zhǔn)調(diào)控的化學(xué)合成工藝，確保陰、陽(yáng)催化劑材料尺寸均一性和性能穩(wěn)定性；
? 通過(guò)聯(lián)合分散工藝（攪拌、超聲、剪切、破碎和乳化等），使?jié){料的分散均勻，且穩(wěn)定時(shí)間超過(guò)48h，確保后續(xù)連續(xù)涂布均勻性；
? 使用大幅寬狹縫涂布機(jī)+熱轉(zhuǎn)印工藝，避免PEM膜溶脹等問(wèn)題，確保涂層均一性和生產(chǎn)效率，保障了大面積（活性面積大于3000cm²）涂布的良率。
目前，莒納科技的PEM膜電極已經(jīng)由第三方權(quán)威機(jī)構(gòu)完成樣品測(cè)試。根據(jù)電解槽廠商的測(cè)試數(shù)據(jù)，莒納科技膜電極在載量降低的同時(shí)能夠維持和先進(jìn)PEM電解水膜電極相同水平的性能，滿足工程應(yīng)用的要求。
莒納科技PEM膜電極（CCM）測(cè)試數(shù)據(jù)
小結(jié)
隨著示范規(guī)模的擴(kuò)大，電解制氫應(yīng)用場(chǎng)景和實(shí)際需求情況，頭部電解槽廠商普遍開(kāi)始雙技術(shù)路線乃至三路線布局，以實(shí)現(xiàn)兼顧當(dāng)下的市場(chǎng)需求與未來(lái)的市場(chǎng)發(fā)展趨勢(shì)。以莒納科技為代表的供應(yīng)商已經(jīng)進(jìn)行了積極的布局：
基于對(duì)技術(shù)發(fā)展的長(zhǎng)期跟蹤和對(duì)市場(chǎng)發(fā)展趨勢(shì)的預(yù)判，在技術(shù)方面，莒納科技已經(jīng)完成了三技術(shù)路線布局，能夠滿足客戶對(duì)不同場(chǎng)景、不同應(yīng)用的要求，站在技術(shù)發(fā)展潮流前沿。
在ALK方面，今年1月發(fā)布了電密可達(dá)萬(wàn)A的JA系列電極產(chǎn)品，并將于今年發(fā)布其二代產(chǎn)品，滿足堿液電解槽高電密發(fā)展趨勢(shì)；此外，首批裝載JA堿液電極的電解槽也將于2023年第四季度實(shí)現(xiàn)商業(yè)化運(yùn)行。
在PEM方面，其低成本、高性能的膜電極產(chǎn)品將于2023年底正式投產(chǎn)，有利于推動(dòng)PEM電解槽規(guī)模化應(yīng)用；
在AEM方面，目前產(chǎn)品已經(jīng)完成小試，預(yù)計(jì)明年推出膜電極產(chǎn)品，推動(dòng)AEM電解槽產(chǎn)業(yè)化發(fā)展。
隨著綠氫項(xiàng)目的迅速增長(zhǎng)，技術(shù)創(chuàng)新是避免同質(zhì)化競(jìng)爭(zhēng)的破題關(guān)鍵。莒納科技正是國(guó)內(nèi)電解槽技術(shù)創(chuàng)新的一個(gè)縮影——通過(guò)多技術(shù)路線的產(chǎn)品研發(fā)，與槽商一同探索新的行業(yè)發(fā)展路徑，實(shí)現(xiàn)電解槽降本增效與產(chǎn)業(yè)化進(jìn)程。
