氢氧燃料电池电极反应式(氢氧燃料电池熔融碳酸盐为电解质)

作者|韩哲熙;编辑|张琳

氢氧燃料电池电极反应式(氢氧燃料电池熔融碳酸盐为电解质)

燃料电池堆是燃料电池系统的核心部件,由膜电极、双极板、集流体、绝缘板、端板和紧固件等组成。它起着为燃料电池发动机提供动力的作用,其成本约占燃料电池系统成本的65%。一般来说,理想的燃料电池堆需要具有功率密度高、寿命长、低温启动能力好、成本低的特点。GGII统计显示,目前国内企业研发生产的电堆功率主要集中在50kW-150 kw范围内。

根据双极板类型的不同,燃料电池堆可分为石墨板堆和金属板堆。金属片堆的优点是耐腐蚀,使用寿命长,金属片堆的主要优点是功率密度高。所以目前市场上主要的大功率电堆是金属片电堆,主要用于乘用车,小功率电堆主要是石墨片电堆,主要用于商用车。

就出货量情况来看,根据GGII最新数据,2022H1中国氢燃料电池堆市场规模约为5.4亿元,较去年同期增长15%。前十名企业中,石墨(复合)板堆企业和金属板堆企业数量同为5家,金属板堆企业出货量较2021年6个季度的比例快速增长。

此外,作为电堆的关键部件,膜电极、双极板等技术壁垒较高,前期主要依赖进口,成本较高。近年来,国内电堆企业或推进电堆关键部件的自主研发,或通过资本整合布局氢能全产业链,降低电堆成本,提升市场竞争力。

接下来,本文将根据公开资料,从出货量类型、产品性能、现有产能等方面对国内主要氢燃料电池电堆供应商进行梳理和简要分析。

2021年国产反应器出货量TOP10企业来源:高工氢网

国鸿氢能

广东郭虹氢能科技有限公司成立于2015年6月,是中国领先的氢燃料电池堆制造商。自2017年以来,其车栈产品已连续五年位居国内市场第一。产品包括柔性石墨双极板、石墨(复合)板堆、燃料电池系统、燃料电池空气体过滤器等。其研发的最新一代电堆产品洪欣GIII,单台输出功率超过200kW,比功率密度超过4.5 kW/L,可在零下35℃的低温下启动,使用寿命超过30000小时,可满足乘用车、重卡、自卸车等商用车的使用要求。国外氢能引进的电堆产品还包括2.4kW-4.8kW的气冷式电堆产品宏丰G和6-84kW的液冷式电堆产品宏兴吉。目前,公司电堆产品覆盖全国20个省40个城市,已交付使用近5000套商用车氢燃料电池系统,覆盖乘用车、货车、轨道交通、船舶、备用电源等领域。

目前,郭虹氢能已实现100万千瓦的年生产能力,累计生产柔性石墨片堆超过250兆瓦。据最新消息,郭虹氢能正考虑明年赴港上市。如果进展顺利,郭虹氢能将成为氢燃料电池技术在港的首家上市公司,但该公司尚未对此消息做出回应。

氢晨科技

上海氢晨新能源科技有限公司成立于2017年,主要从事R&D、高功率燃料电池堆、质子交换膜电解槽、膜电极等基础组件的生产和销售。,目前已完成三轮融资。核心技术以上海交大和临港集团科技成果转化为基础,掌握高功率堆核心材料和部件的R&D和制造技术,形成近200项专利的完整知识产权体系。其燃料电池堆产品采用金属板路线。目前已开发出80kW、100kW、120kW、150kW、230kW五种车用燃料电池堆,应用于商用车、客车、BRT、重卡。客户包括东风、长城、CRRC、北汽、万象,单个300kW产品即将发布。此外,氢晨科技还开发了适用于叉车、船舶、发电等特殊场景的燃料电池堆。

晨光科技在上海临港拥有1万套/年的全自动氢燃料电池堆生产线,2021年氢燃料电池堆出货量全国第二。

2022年5月,氢晨科技全资收购催化剂及膜电极企业董卿科技,实现了电堆核心部件膜电极的国产化替代。

神力科技

上海李绅科技有限公司成立于1998年,主要从事R&D、燃料电池堆及其测试设备的生产和销售。拥有178项燃料电池电堆自主知识产权,已完成5轮融资。李绅科技研发的燃料电池堆为石墨板堆,额定功率覆盖10kW-150kW,应用于公交车、卡车、乘用车、固定电站、船舶等领域。SFC-BP9系列无需辅助热即可实现-35℃冷启动,核心功率密度4kW/L,设计寿命超过15000小时。合作伙伴包括SAIC、上海大众、郑州宇通、北汽福田、中通客车、CRRC、上海神龙、苏州金龙、奇瑞、长城等整车厂。

自2018年批量交付以来,李绅技术栈累计出货量超过100MW,年产能约200MW。2021年氢燃料电池堆出货量70MW,国内排名第三。

2022年9月,李绅科技与三一氢能科技签署战略合作协议。双方将共同推进氢能和燃料电池的商业化,并计划在未来三年内共同推进不少于500个燃料电池系统的应用。

爱德曼

爱德曼氢能设备有限公司,成立于2016年,是氢能燃料电池系统供应商,产品包括金属双极板、膜电极、金属板堆等。具备核心设备、核心部件(双极板、膜电极)和系统的自研、自产能力,开发并量产了30kW-233kW系列电堆产品,完成了8次产品迭代。最新一代233kW单堆燃料电池的体积功率密度为5.18kW/L,通过了国家机动车检测中心的强力检测,将应用于重型卡车。

截至2021年底,氢燃料电池电堆累计出货量970套,电堆总功率超过100MW,装车770辆。2021年氢燃料电池堆出货量全国排名第四。

2022年2月,宣布完成超4亿元B轮融资,元和崇元、华控基金领投。

清能股份

江苏清能新能源科技有限公司成立于2003年,是高功率燃料电池电堆和系统的供应商。主要的R&D和生产基地在中国,在新加坡、美国、澳洲等地设有多家子公司。采用“钛板+石墨板”复合电堆,重点发展主要面向商用车的燃料电池电堆和系统。出货产品以大功率为主,国外市场出货量占总栈出货量的30%。清能公司研制的第三代复合板水冷堆,额定功率250kW,体积功率密度4.7kW/L,低温自启动。

截至目前,清能股份已提供近800套车载系统,累计出货量超过80MW。2021年氢燃料电池堆出货量超过42MW,位居中国第五。

氢璞创能

北京合浦创能科技有限公司成立于2010年,是一家燃料电池开发商,致力于水冷燃料电池和甲醇制氢技术的R&D和产业化。拥有近60项燃料电池电堆和生产线发明专利,成立至今已完成两轮融资。我们开发了基于碳复合板技术的油墨系列叠层产品和金属板系列叠层产品。ink系列电堆产品经过5轮迭代开发,主要面向商用车,额定功率18kW至50kW,功率密度大于2.0kW/L,支持-30℃冷启动。系列电堆产品已完成三次迭代,额定功率超过100kW,功率密度超过4kW/L,适用于乘用车。

普创能源在国内有三条生产线,单班产能100MW,双班产能200MW。2021年氢燃料电池堆出货量超过900套,居中国第六位。

目前,合浦创能正在为储氢发电需求研发超高功率堆,单堆功率1MW,峰值功率1.3MW,设计寿命4万小时以上。

潍柴动力

潍柴动力股份有限公司成立于2002年,是中国柴油机的龙头企业。2016年以来,公司通过一系列收购、参股、合作,完成了氢燃料电池全产业链布局。潍柴动力生产的电堆类型为模制柔性石墨片电堆。最新一代燃料电池堆功率密度4.0kW/L,寿命超过30000小时,无需辅助加热即可实现零下30℃低温启动。目前,公司氢燃料电池产品已批量投放市场,主要应用于卡车、公交车、发电和叉车。

目前,公司已建成2万套燃料电池发动机和电堆生产线。2021年氢燃料电池堆出货量全国排名第七。

国电投氢能

国家电投集团氢能科技发展有限公司成立于2017年5月,是第一家以氢能为主业的国有二级科技企业。拥有7条氢能生产线子公司,在华东、华中、华南等地建设了氢能产业基地,主要从事氢燃料电池关键技术研发及产品制造、氢能动力系统开发、储氢关键技术研发等。实现了催化剂、膜电极、扩散层、金属双极板、电堆组件等关键技术、材料和组件的自主化。其研发生产的氢动力FCS80电堆额定功率115kW,可在零下30℃低温下启动。将搭载在2022年北京冬奥会氢能交通示范车上。

2020年,中国氢动力燃料电池反应器中试线建成。2021年氢燃料电池反应器出货量全国排名第八。目标是在2025年将反应堆产能提高至30,000台/年。

2022年10月,国电氢能投资有限公司拟募集不低于16.25亿元资金,用于燃料电池关键零部件及PEM制氢设备研发、生产线扩建、基地建设、原材料采购及补充流动资金。

东方氢能

东方电气(成都)氢燃料电池技术有限公司成立于2018年。是国有能源装备制造企业东方电气旗下的燃料电池供应商和服务商。其产品包括膜电极、电池堆、燃料电池发动机、氢气供应系统和燃料电池汽车的动力系统解决方案。电气方面,东方电气生产的电桩类型为机加工石墨板电桩。同时,该公司以长寿命技术为目标。东方电气研发的长寿命电桩,功率密度超过2.5kW/L,实测寿命超过10000h小时。应用于交通运输(车辆、船舶、无人机)、航空航天、分布式发电、备用电源等领域。

目前,东方氢能已形成1000套/年的氢燃料电池生产能力。2021年氢燃料电池堆出货量全国排名第九。

航天氢能

航天能源(上海)科技有限公司成立于2020年,由上海空动力研究所和上海钟真、重塑能源共同发起成立。定位于氢电综合解决方案提供商,掌握了具有自主知识产权的燃料电池堆、金属双极板、膜电极组件等关键技术。其核心产品为金属双极板,覆盖65kW至1.2kW,/[/k0。

现已建成年产100MW的自动化燃料电池生产线。2021年氢燃料电池堆出货量全国排名第十。

新源动力

鑫源电力有限公司成立于2001年4月。大连理化技术研究所参与并提供技术支持,主要从事氢燃料电池膜电极、电堆组件、系统及相关测试设备的设计研发、制造和技术服务。其电堆系列已经完成了四次产品迭代,新源电力研发的M7平台电堆功率范围覆盖80kW至300kW。基于这个平台栈,可以开发60kW到245kW的系统。燃料电池堆HYMOD-200 M7额定功率200kW,体积比功率密度6.0kW/L,无需辅助加热即可实现-40℃快速冷启动,设计寿命超过20000小时。合作伙伴包括SAIC、一汽、东风、广汽和长安。

目前,鑫源电力的年生产能力为1000台。到2022年6月,搭载鑫源动力产品的燃料电池汽车已超过1100辆,累计运行里程超过2000万公里。

天能氢能源

浙江天能氢能科技有限公司成立于2021年,是天能股份为推动氢能产业发展而专门设立的子公司。现在已经推出了30kW、40kW、60kW、80kW的石墨片堆和100kW (100kW到150kW)的大功率金属片堆。150kW燃料电池模块(TN-STK-M1-150)顺利通过国家机动车产品质量检验检测中心的强力检验。在应用方面,天能氢能T60-C燃料电池堆产品已成功适配南京金龙燃料电池低入口城市公交车,入选工信部第345批公告;配套的吉利商用车“远程品牌”燃料电池城市客车也已被工信部公布在第350批;这8辆配套公交车将在浙江长兴龙之梦专线进行示范运营。

2022年10月,天能氢能与格润时代签署战略合作协议,共同推进氢能工程机械的研发和推广。

雄韬氢瑞

熊涛氢睿是深圳市熊涛动力科技有限公司的全资子公司,成立于2017年,负责氢燃料电池堆和系统的R&D和生产,拥有完整的国产氢燃料电池产业链。熊涛氢集团主要生产两种类型的电堆:石墨板电堆和金属板电堆。其中,第一代大功率石墨板堆额定功率42kW至84kW,功率密度3.5kW/L,寿命15000小时以上,极限999元/kW。今年5月,熊涛氢锐还发布了针对乘用车需求开发的第一代金属板堆W1.0,功率密度5.4kW/L,使用寿命超过10000小时。此外,公司在碳纸电堆这种新型电堆上也有技术储备,体积功率密度5kW/L,使用寿命20000h,但仍处于初级研发阶段。

熊涛水电瑞拥有年产5,000套电抗器的生产能力,预计到2025年将新建5条电抗器生产线。

捷氢科技

上海杰氢科技有限公司成立于2018年6月。是SAIC旗下的氢燃料电池R&D生产商,拥有独立的R&D和膜电极生产能力。现已完成多项燃料电池堆和燃料电池系统的产品研发,功率从6kW到260kW不等。其燃料电池堆产品捷氢开元M4H额定功率163kW,额定功率密度4.2kW/L,客户包括海格客车、荣威、陕汽集团、SAIC大通、东风华神、神龙客车、吉利汽车、姜奇集团等2021年3月,杰氢科技旗下总投资5亿元的燃料电池项目开工,建成后可实现12000套燃料电池电堆及系统的产能。

2022年7月,杰氢科技发布招股说明书拟在科创板上市,募集资金10.6亿元,用于燃料电池生产建设、新燃料电池生产线建设、R&D中心升级建设项目及补充流动资金项目。

新研氢能

北京欣彦创能科技有限公司成立于2017年,是一家氢燃料电池开发商,在北京、大连和大同设有子公司。其产品包括金属双极板、2kW-220kW电堆模块、36kW-160kW车载燃料电池系统和500W-300kW试验台等。2021年以来,新研究的氢能完成了85kW和115kW金属板堆的研制,开发了90kW双堆结构的180kW燃料电池模块;电池均匀性好,电堆功率密度4.4 kW/L,大同新研产业基地现已形成年产1000台100千瓦金属板堆的生产能力。

2022年7月,公司完成过亿元A轮融资,由亦庄国投领投。

明天氢能

安徽明天氢能科技有限公司成立于2017年,是一家燃料电池制造商。其产品包括金属板堆及其核心部件(双极板、膜电极)和燃料电池电源系统。核心技术来自中科院大连化学物理研究所和同济大学。明日氢能部门研发的金属板堆,功率范围覆盖20-100kW,氢气利用率90%以上。它可用于根据用户需求开发和研究用于发电的不同类型的车辆堆和燃料电池模块。已建成年产1万套燃料电池堆和系统的工厂。

2022年9月,也就是明天,氢能将完成超1亿元的B轮战略投资,融资资金将用于新一代大功率燃料电池电堆、系统及核心部件的研发、制造及设备技术升级、运营流动资金的补充。

骥翀氢能

上海集贤氢能源科技有限公司成立于2018年,是一家车用氢燃料电池电堆解决方案提供商,涵盖电池电堆定制开发、销售和技术服务。成立至今,已完成三轮融资。吉贤氢能自主研发的金属双极板电堆MH170额定功率160kW,裸堆体积比功率密度4.7 kW/L,无需辅助热源即可在-39℃启动,已应用于垃圾车、31吨水泥搅拌车等重型卡车车辆。第二代产品MH290额定输出功率将超过250kW,今年内完成样机研制。目前,年产200Mw的金属双极板和电堆生产线已在江苏张家港建成。

2022年5月,冀县氢能投资1.5亿元在河南新乡建设氢燃料电池量产基地,开展70kW至160kW氢燃料电池及相关组件的R&D和生产,目标实现年产3000块燃料电池。

高成绿能

浙江高成绿色能源科技有限公司成立于2006年,主要从事R&D、氢燃料电池、系统产品和制氢设备的生产和销售。拥有从催化剂、膜电极、电堆到燃料电池系统的全产业链核心技术和自主知识产权。堆的装运类型是石墨板堆。高成绿能研发的风冷燃料电池堆功率覆盖25W至24kW,已应用于无人机、备用电源、观光车等领域,产品已出口。液体燃料电池堆功率覆盖10kW至200 kW,采用阴极自增湿技术和宽压力运行设计,主要应用于大中型汽车电源、固定电站、移动电站等领域。

2022年,高成绿能发布最新一代石墨板液冷燃料电池,单堆最大功率240kW,最大使用寿命40000小时,比功率密度4.5kW/L,将应用于重型卡车配套系统和储氢电站发电系统。

锋源氢能

浙江丰源氢能科技有限公司,成立于2015年,是一家氢燃料电池及核心部件制造商,已完成四轮融资。公司获得清华大学氢燃料电池实验室多项核心专利的转让和授权,并承担其产业化任务。前置氢能生产的电堆产品主要有石墨板堆和金属板堆。FY06系列氢燃料电池的单堆功率,石墨板可达80-135kW,金属板可达100-200kW。源氢能现已建成投资近亿元的燃料电池堆生产基地,设计年产能2000套。

南科燃料

深圳柯南燃料电池有限公司成立于2016年6月,由加拿大国家科学院王海江院士、中国南方科技大学、深圳市政府和正道实业投资集团共同出资组建。产品包括燃料电池堆、膜电极、双极板等。柯南燃料公司开发并产业化的MP03石墨堆的额定功率为130千瓦,功率密度超过3.7千瓦/升..

通过梳理可以看出,在性能指标方面,国内燃料电池堆企业整体上正在沿着高功率、长寿命的方向快速发展。氢晨科技、爱德曼、郭虹氢能今年也发布了单堆功率超过200kW的产品。相比2019年前后100kW的标准线,氢燃料电池堆行业整体正在快速升级。

另外,随着技术迭代速度的提高和新进入者的增加,氢燃料电池电堆的市场集中度也有所下降,但幅度不大,top5的市场地位还是比较稳固的。GGII数据显示,2022H1堆栈市场CR5为60.8%,比去年同期下降3.5%,CR10为87.9%,比去年同期下降4.2%。

2022年11月29日,未来能源创投新风大会将正式召开。欢迎您扫描下方二维码报名参会。同时可以加入群,提前了解更多关于大会的信息。

大会信息

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