近年來，我國氫電解槽產(chǎn)能和裝機量增長迅速，綠氫項目數(shù)量呈“爆發(fā)式”增長。其中，上游制氫環(huán)節(jié)成為資本和市場關(guān)注的熱點。按照制氫技術(shù)路線分類，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)前的市場主流，PEM電解提升空間較大，已逐步實現(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）
莒納科技作為專業(yè)的綠氫電極供應(yīng)商，繼年初發(fā)布可達萬A電密的JA系列堿液電極后，持續(xù)推動公司技術(shù)創(chuàng)新產(chǎn)業(yè)化進程——其PEM膜電極已由第三方權(quán)威機構(gòu)完成樣品測試。基于催化劑材料微觀結(jié)構(gòu)改進和工藝創(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-過渡金屬合金納米材料，陽極催化劑采用自研核殼結(jié)構(gòu)材料，從而增強活性位點協(xié)同作用，提高催化劑有效反應(yīng)活性面積，同時促進電荷傳輸增強導(dǎo)電性，大幅降低鉑、銥負載量。
通過微觀結(jié)構(gòu)的優(yōu)化，莒納科技催化劑在保證膜電極性能達到<1.9V@2A@60°C的前提下：
? 陰極Pt載量小于0.2mg/cm²；
? 陽極IrO?載量小于1mg/cm²；
? 膜電極總成本下降約30%。
PEM膜電極同業(yè)對比
2、漿料48小時穩(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)印三個層面，體系性地通過工藝創(chuàng)新保障了膜電極的一致性：
? 通過組份、溫度等參數(shù)精準調(diào)控的化學(xué)合成工藝，確保陰、陽催化劑材料尺寸均一性和性能穩(wěn)定性；
? 通過聯(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)定時間超過48h，確保后續(xù)連續(xù)涂布均勻性；
? 使用大幅寬狹縫涂布機+熱轉(zhuǎn)印工藝，避免PEM膜溶脹等問題，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)威機構(gòu)完成樣品測試。根據(jù)電解槽廠商的測試數(shù)據(jù)，莒納科技膜電極在載量降低的同時能夠維持和先進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）測試數(shù)據(jù)
小結(jié)
隨著示范規(guī)模的擴大，電解制氫應(yīng)用場景和實際需求情況，頭部電解槽廠商普遍開始雙技術(shù)路線乃至三路線布局，以實現(xiàn)兼顧當(dāng)下的市場需求與未來的市場發(fā)展趨勢。以莒納科技為代表的供應(yīng)商已經(jīng)進行了積極的布局：
基于對技術(shù)發(fā)展的長期跟蹤和對市場發(fā)展趨勢的預(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，能夠滿足客戶對不同場景、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)布了電密可達萬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；此外，首批裝載JA堿液電極的電解槽也將于2023年第四季度實現(xiàn)商業(yè)化運行。
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)計明年推出膜電極產(chǎn)品，推動AEM電解槽產(chǎn)業(yè)化發(fā)展。
隨著綠氫項目的迅速增長，技術(shù)創(chuàng)新是避免同質(zhì)化競爭的破題關(guān)鍵。莒納科技正是國內(nèi)電解槽技術(shù)創(chuàng)新的一個縮影——通過多技術(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，實現(xiàn)電解槽降本增效與產(chǎn)業(yè)化進程。
