近年来，随着绿氢项目数量的快速增长，电解水制氢装备的市场需求显著提升。PEM电解水制氢设备因具有快速响应特性与大电流密度，可匹配风光等可再生能源的高波动性，被认为是最具潜力的绿氢制备技术。这吸引了一大批企业入局PEM制氢领域。

　　不过，由于PEM制氢设备研发难、成本高、产品迭代速度快，加之现阶段市场规模还很小，行业内已出现高调入局又黯然退出的企业。

　　作为一家老牌PEM制氢装备厂商，氢芯科技提醒您：“PEM制氢装备企业千万不能有急功近利的想法。尤其像工业化级的产品，需要长久的研发、论证，才能真正形成一款成熟的产品，进入到一个真正的商品化阶段。做好PEM电解槽不仅前期要有比较扎实的沉淀，后期还要持之以恒地耕耘，最后才能制造出市场信得过的产品。”

　　PEM产品研发并不简单

　　根据统计，目前推出PEM制氢设备产品的企业超过40家。其中既有央企旗下氢能子公司，又有上市公司成立的氢能企业，还有技术积累时间久、经验丰富的老牌厂商，更有燃料电池企业跨界入局。此外，还有瞄准PEM制氢产业化的新兴企业、国际巨头和科研院所等。

　　无论对于哪个群体，工业级大标方PEM电解槽在国内都是个足够新鲜的命题，从材料部件到电解槽研发的技术门槛都很高，产业化推广十分不易。

　　从膜电极及核心材料来看，PEM电解水所用的质子膜多采用115、117型号的均质膜，厚度在150-200微米之间，相对来说厚度较厚，溶胀率较高，因此在涂布时，质子膜可能会出现溶胀、变形等情况，所采用的电解水膜电极的涂布设备需要特殊的设计。

　　PEM电解槽在催化剂的使用上更加依赖贵金属材料。在PEM电解槽的强酸性运行环境下，非贵金属材料容易受到腐蚀，并可能和质子交换膜中的磺酸跟离子结合，降低质子交换膜的工作性能。目前常用的阴极催化剂为以碳为载体材料的铂碳催化剂，而氧化铱是目前应用最广泛的阳极催化剂。

　　当前铂、铱均为贵金属，铱的市场价格比铂还要贵上几倍，且水电解所用催化剂氧化铱比重大且没有载体，因此在制作浆料过程中易出现聚集及沉降现象。

　　气体扩散层作为连接双极板和催化剂层的桥梁，确保了气体和液体在双极板和催化剂层之间的传输，并提供有效的电子传导。电解水气体扩散层目前有两种类型，一种是钛纤维毡、一种是钛网结构。生产钛纤维毡的企业在逐渐增多，国内目前主要是进口，少部分采用国产替代。

　　在双极板方面，PEM制氢双极板通常为钛基双极板，因为PEM电解水制氢系统工作过程中，双极板需长期处于酸性环境中，运行寿命要求达到4万小时以上，条件苛刻，常规的不锈钢材料耐腐蚀性不足，导电性差，铁离子析出容易加速膜的分解老化，很难满足运行要求。

　　此外，为保证钛板的耐腐蚀性和导电性，增加其使用寿命，钛板（和扩散层）表面还需要再涂覆一层贵金属。PEM电解水工作电压一般在1.6-2.4V之间，PEM电解水双极板镀层要承受较高的电位腐蚀，一般采用贵金属复合涂层（目前多为铂、金）。

　　综合来看，PEM电解槽不仅研发难度大，而且材料成本占比很高。一些企业在开发之初就选择了自研膜电极和自行设计双极板这条路，这不仅考验企业的研发能力，更加考验企业的资金持续投入的能力。特别是在行业内企业纷纷加速产品迭代的情况下，不得不推出更大标方的产品来适应市场需求，这也使得企业负担进一步加重。

　　市场对PEM的需求还不够热烈

　　虽然近两年国产PEM电解槽取得了长足进步，但在技术成熟度、装置规模、关键材料性能和可靠性验证等方面与国外先进水平相比还存在一定差距。单从技术指标来看，国产PEM电解槽的电流密度多在1-2A/c㎡之间，海外成熟厂商电流密度已普遍达到2A/c㎡。国内贵金属催化剂铱载量为2-4mg/c㎡，海外成熟厂商贵金属催化剂铱载量为1.2mg/c㎡。

　　“目前业界看到的国内应用于绿氢项目的PEM电解槽产品更多是测试数据，缺乏实际应用的检验。”一家电解水制氢系统企业高层告诉我们。尽管PEM电解槽在绿氢项目上开始出现示范性的项目，但整体而言，应用案例还偏少，国产PEM电解槽产品性能还需经历长久的测试和验证。

　　这也是为何，当前PEM电解水制氢系统的装机量远低于碱性电解水制氢系统装机量，PEM电解槽的技术先进性与其市场占有率形成鲜明的对比。

　　从公开消息来看，国内一些项目采购方认为国产PEM电解槽没有经过实际项目长期验证，技术水平不如进口产品，更偏向于采购进口的PEM电解槽。

　　5月13日，陕煤石门2×66万千瓦扩能升级改造项目发布制氢设备招标公告显示，采购两台机组所配套的完整的制氢系统所有设备，其中制氢机采用整机进口设备。尽管这个项目只是个例，但也代表了采购方的一种看法。

　　客观来看，在当前市场规模还偏小的情况下，企业贸然入局PEM制氢领域，可能要面对产品暂时没有销路，还要投入重金研发下一代产品的窘境，这对企业的资金和技术实力都是相当大的考验。

　　一家PEM制氢设备企业在去年推出一款PEM电解槽产品后，一直迟迟无法打开市场局面，如今已黯然退出该领域。建议后续入局者能够审慎决策，减少试错成本，实现长久稳健运营！