常見(jian)的質子(zi)交(jiao)換膜是(shi)一(yi)種全氟磺(huang)酸聚合物薄膜,在(zai)新能(neng)源領域(yu),被用于(yu)氫(qing)燃料電池、儲能(neng)、PEM制(zhi)氫(qing)等(deng)場景。
與氫燃料電池相比,PEM制氫電解(jie)槽的工作環境壓力更高(gao),這使得質(zhi)(zhi)子交換(huan)膜需要(yao)更高(gao)的力學強度及厚度,同時(shi)還需具(ju)備優(you)異的質(zhi)(zhi)子傳導性。
據了解,目(mu)前PEM制氫質(zhi)子膜有均質(zhi)膜和增(zeng)強(qiang)膜,其中均質(zhi)膜在力學強(qiang)度上難以長期(qi)應用,而且,高厚度均質(zhi)膜往往會降(jiang)低(di)質(zhi)子傳導(dao)率,所以通常是(shi)開發工(gong)藝(yi)更為復雜的增(zeng)強(qiang)膜。
 圖為電(dian)解水(shui)質子交換膜的結構,源(yuan)自通用(yong)氫能專利(li)CN116252538A
圖為電(dian)解水(shui)質子交換膜的結構,源(yuan)自通用(yong)氫能專利(li)CN116252538A
顯然,PEM制(zhi)氫質(zhi)子交換(huan)膜的開(kai)發與生產(chan),是一個很大的挑(tiao)戰。本(ben)文就綜合國內(nei)外各(ge)企業官網資料(liao),做一個梳理介紹,排(pai)名(ming)不分先后(hou),有錯誤或遺(yi)漏(lou)的歡迎補充(chong)。
1、科慕
Nafion??全氟(fu)磺酸(suan)?(PFSA)?膜基于 PFSA/聚四氟(fu)乙烯(xi)?(PTFE)?共聚物(wu),廣泛應用于電(dian)化學電(dian)池中(zhong),起(qi)到(dao)陽離子傳導固體電(dian)解質的(de)作用。Nafion??膜具(ju)有多(duo)種等(deng)級(ji)和不同特(te)性(xing),可滿(man)足設計(ji)師和工程(cheng)師的(de)特(te)定應用需求。
Nafion??擠出鑄膜(mo)通常較溶液(ye)鑄膜(mo)更(geng)厚,適合(he)對高強(qiang)度或低(di)透過率(lv)/穿透率(lv)有嚴格要求(qiu)的應(ying)用。這(zhe)種膜(mo)還可以進一步強(qiang)化以實(shi)現最大(da)強(qiang)度與抗撕裂性。
網站://www.nafion.cn/products/sulfonic-membranes
表 2:Nafion??擠出鑄膜
| 等級 | 描述(shu) | 化學加固 | 常(chang)見(jian)用途 | 
| 非強化膜(mo) | |||
| N115 | 127?微米厚 | 是 | 儲(chu)能、制氫、各種(zhong)電解(jie)工藝 | 
| N117 | 183?微米厚(hou) | 是 | 儲(chu)能、制氫、各(ge)種電解(jie)工藝(yi) | 
| N1110 | 254?微米厚 | 是 | 制氫、各種(zhong)電(dian)解(jie)工藝 | 
| 適用于特種應用的(de)強化膜 | |||
| N324 | 高(gao)強(qiang)度、高(gao)負(fu)離子排斥膜 | 否(fou) | 各(ge)種電(dian)解工(gong)藝(yi) | 
| N424 | 高強度膜 | 否(fou) | 各種電解工藝 | 
| N438 | 強度最高,分布較?N424?膜更平坦(tan) 
 | 是(shi) | 采用貧氧陰極?(ODC)?技術通過(guo)鹽酸制氯,各種電解工藝 | 
| N551 | 帶(dai)氣體釋放涂層的高(gao)強度膜 | 否 | 鉀用(yong)氯堿,各種電解工(gong)藝 | 

2、索爾維
索(suo)爾維(wei)Aquivion??全(quan)氟磺(huang)酸(PFSA)具有豐富的產品組(zu)合,以及各(ge)種物(wu)理形(xing)式供應。其中, Aquivion? E98-15S是一種化學(xue)氫(qing)壓(ya)縮或動態運行水電(dian)解槽用擠出PFSA膜,不(bu)需要移動任何部件,即可用一步法獲得高壓(ya)氫(qing)。
網站://www.solvay.com/zh-cn/press-release/solvay-expands-aquivion-line

3、山東東岳未來氫能材料股份有限公司
水電解制氫膜是一種固體聚合物電解質,是一種帶有離子交換功能端基的全氟磺酸樹脂均質膜,具有優良的耐熱性能、力學性能、電化學性能以及化學穩定性能,可在強酸、強堿、強氧化劑介質等苛刻條件下使用,廣泛用于PEM水電解制氫等領域。
網站://dyfhem.com/cn/ProductList.aspx?TypeId=10014
產品規格
| 型號 | 厚(hou)度??(μm) | 克重?(g/m2) | 
| DME670 | 175±10 | 350±10 | 
| DM6321A | 120±10 | 250±10 | 
性(xing)能指標(biao)
| 項目 | DME670 | DM6321A | 測試方(fang)法 | 
| 拉(la)伸(shen)強度(du)(橫向/縱向)(MPa) | ≥25/25 | ≥28/28 | ASTM?D?882 | 
| 斷裂伸長率(lv)(橫向(xiang)/縱向(xiang))(%) | ≥200/200 | ≥200/200 | ASTM?D?882 | 
| 楊氏模(mo)量(liang)(TD/MD)(MPa) | ≥180/180 | ≥200/200 | ASTM?D?882 | 
| 尺寸變化率(TD/MD/Z)(%) | ≤25/25/25 | ≤25/25/25 | ASTM?D570 | 
| 質(zhi)子傳導(dao)率(mS/cm) | ≥140 | ≥140 | GB/T 20042.3-2009 | 

4、深圳市通用氫能科技有限公司
通用氫能采用卷對卷生產工藝進行全氟磺酸質子交換膜批量化生產,已推出適用于液冷燃料電池和水電解制氫的標準產品并提供定制服務,材寬幅可達0.6米,滿足更多需求,適用于水電解制氫電解槽的第一批產品正在交付中。
通(tong)用氫能(neng)(neng)質子交換膜產品具(ju)有更(geng)高(gao)的離子交換容(rong)量、較高(gao)的離子電(dian)導率(lv)、較低(di)的電(dian)池內阻、更(geng)高(gao)的機械性(xing)能(neng)(neng)、尺寸穩定性(xing)和更(geng)高(gao)的耐久(jiu)性(xing),同時通(tong)過(guo)提高(gao)膜的保水能(neng)(neng)力(li)及傳輸(shu)水能(neng)(neng)力(li)來(lai)提高(gao)電(dian)池高(gao)濕低(di)濕下的性(xing)能(neng)(neng)輸(shu)出(chu)。
通(tong)用氫(qing)能PEM在抗老化壽命試驗(yan)中表現最優,經過5天的Fenton測試其(qi)質量損失僅為1.8%,達到國(guo)際先進(jin)水平。

5、氫輝能源(深圳)有限公司
氫輝能源的BHN-100μm 增強型電解水質子交換膜具有低阻抗、高選擇性、高機械穩定性和在腐蝕性環境中的高化學穩定性等特點,可廣泛應用于高壓差電解水制氫,膜分離等領域。
產品性能參(can)數:
| 參數名稱 | 性能指標 | 
| 厚度 | 100±5μm | 
| 吸(xi)水率 | ≥23% | 
| 面溶脹度 | ≤5% | 
| 拉伸強度 | ≥30.0Mpa | 
| 彈(dan)性(xing)模量 | ≥500Mpa | 
| 離子交換容(rong)量(liang) | ≥1.1mmol/g | 
| 質子傳導率 | ≥120mS/cm(80℃,80%RH) | 

 BHN-100μm?增強(qiang)型質子膜
BHN-100μm?增強(qiang)型質子膜
網站://www.brihynergy.com/ProductCust/2202018-518606.html
除此之外(wai),還有(you)BHN-40μm增強型質子膜(mo),具有(you)較高的(de)質子傳導率、高械性強度(du)、適宜吸水率和(he)低溶脹(zhang)度(du)。該款膜(mo)運用在氫健(jian)康產(chan)品領域,在無壓差的(de)小型工業級(ji)電解堆中(zhong)運用具有(you)獨(du)特的(de)優勢。
產品(pin)性(xing)能參數(shu):
| 參數名稱(cheng) | 性能指(zhi)標 | 
| 厚度(du) | 40±2μm | 
| 吸水率 | ≥20% | 
| 面溶脹度 | ≤3% | 
| 拉伸強度 | ≥32.0Mpa | 
| 彈性模(mo)量 | ≥250Mpa | 
| 質子傳導率 | ≥120mS/cm(80℃,80%RH) | 
| 面電阻 | ≤0.03Ω.cm2 | 
 BHN-40μm增強型(xing)質(zhi)子膜
BHN-40μm增強型(xing)質(zhi)子膜
6、蘇州科潤新材料股份有限公司
Nepem-W系列(115W ?116W 117W)全氟離子交換膜特別適用富氫水杯制氫、吸氫機、富氫水機等。
Nepem-W系列采用1000當(dang)量的高(gao)品質全氟(fu)磺酸離(li)子交換樹(shu)脂作為原料,采用全新(xin)流(liu)延(yan)法工(gong)藝(yi)制造,由于(yu)流(liu)延(yan)法工(gong)藝(yi)可以與摻雜技術相結合,因而(er)制造的膜不僅具有拉伸(shen)強度大(da),各向同性、電導率高(gao),無異味、耐久性好等(deng)特點(dian)。
網(wang)站://thinkre.cn/product/21.html

7、漢丞新材料科技公司
漢丞新能源擁有自主研發生產體系的全氟磺酸樹脂分散方式,制作樹脂分散液高效快捷。
漢丞(cheng)新能(neng)源(yuan)的相關產(chan)品已經廣(guang)泛(fan)應用(yong)于(yu) CCM 漿料制(zhi)作(zuo)質子交換膜生產(chan)、特(te)種電化學粘結(jie)劑等(deng)多個領域。同時,漢丞(cheng)新能(neng)源(yuan)支持為客(ke)戶提供客(ke)制(zhi)化的產(chan)品,客(ke)戶可以(yi)選擇不同的分散體系、固(gu)含(han)量以(yi)及離子交換當量,實現最優的選擇路線,滿足下(xia)游客(ke)戶的使用(yong)需求。
網站://www.hyproof.com/product/pem-hydrogen-production-tank/
產品參數:
| 產品型(xing)號 | 產品厚度 | 增強層 | 推薦應用(yong)領域 | 
| HPM-2055 | 55μm | √ | 小型(xing)電(dian)解(jie)槽(cao)、醫療健康 | 
| HPM-2080 | 80μm | √ | 分布式發(fa)電、大型電解槽 | 
原(yuan)文(wen)始發于微信公眾號(艾邦高分子(zi)):
