第四届中国制氢与氢能源产业大会纪实之《PEM水电解制氢电解槽双极板钛纤维毡扩散层制作与涂层加工》-国泰君安.pdf

请务必阅读正文之后的免责条款部分 [Table_Main] [Table_Title] 产业研究月报 2022.07.27 03期 第四届中国制氢与氢能源产业大会纪实之《PEM 水 电解制氢电解槽双极板钛纤维毡扩散层制作与涂层 加工》 [Table_Summary] 摘要： 专家核心观点： PEM电解槽包括三大核心部件——双极板、气体扩散层和电极，目前双极板和气体扩散 层完全可以实现国产化，国内膜电极还在研发阶段。 双极板的生产线流程与半导体、芯片基本一致，包括下料，清洗材料，然后逐步曝光、 显影、修复、高温烘烤、蚀刻、脱模、检验，工序完成之后成品入库；在材料选择上， 金属双极板可选范围较为多样，适用于各类金属及合金系列，例如不锈钢、钛合金、镍 基合金等。 双极板和气体扩散层为保证一定的使用寿命，需对其表面进行镀层，通常会选用涂铂、 铱、金、碳基等导电防腐涂层。对于涂层厚度选择，目前的普通化学电镀镀层较厚，在 0.1 毫米左右，菲尔特的涂层工艺可以做到 0.1 微米，对于镀金可以实现 100 纳米的厚 度，从而实现成本的降低。由于镀膜前需对表面进行等离子清洗，同时在真空状态下操 作，气相沉积相比水镀具有更高的结合度。 钛纤维毡扩散层可选材料包括钛、镍、不锈钢、合金等，但镍基纤维等存在技术壁垒， 市场价格较贵，公司的主要优势在于可自主加工纤维材料，并根据客户需求提供定制化 加工产品，目前产品还处于测试阶段。 我们的观点： 目前，相比碱性电解水制氢技术，PEM制氢由于关键核心材料尚未实现规模化和国产化， 设备成本高昂；双极板和气体扩散层是 PEM电解水的核心零部件，通过实现核心组件的 技术优化和国产化，未来可显著推动 PEM电解槽设备成本下降，带动氢能产业发展。 [Table_Author] 产业研究中心 作者：陈磊 电话：021-38038037 邮箱：chenlei022459@gtjas.com 资格证书编号：S0880522060001 作者：肖洁 电话：021-38674660 邮箱：xiaojie@gtjas.com 资格证书编号：S0880513080002 作者：鲍雁辛 电话：0755-23976830 邮箱：baoyanxin@gtjas.com 资格证书编号：S0880513070005 [Table_DocReport] 往期回顾 国泰君安证券策略会纪实之《钠离 子电池研究现状及展望》 2022.04.19 产业观察 产业报告 请务必阅读正文之后的免责条款部分 2 of 5 2022 年 7 月 14 日，在第四届中国制氢与氢能源产业大会上，浙江菲尔特过滤科技股份有限公司总经理 何赞灮带来了题为《PEM 水电解制氢电解槽双极板钛纤维毡扩散层制作与涂层加工》的演讲。 1. 浙江菲尔特过滤科技股份有限公司简介 浙江菲尔特过滤科技股份有限公司是一家专业生产过滤材料、过滤元件、微通道换热板等产品的国家高 新科技企业。公司根据市场需求，在较快的时间中研发了 PEM 水电解制氢核心部件，包括金属双极板与钛纤 维毡扩散层及其表面涂铂、铱、金、碳基材料等导电防腐涂层。项目得到了浙江省发改委的支持，目前拥有 年产 300 万燃料电池金属双极板与年产 7 万平方气体扩散层的生产能力。 PEM 电解槽包括三大核心部件——双极板、气体扩散层和电极，目前双极板和气体扩散层完全可以实现 国产化，国内膜电极还在研发阶段。 图 1：PEM 核心部件生产零件图 资料来源：浙江菲尔特，国泰君安证券研究 2. 金属双极板 双极板的生产线流程与半导体、芯片基本一致，包括下料，清洗材料，然后逐步曝光、显影、修复、高 温烘烤、蚀刻、脱模、检验，工序完成之后成品入库；由于电镀等会产生废弃重金属排放，因此在蚀刻等工 艺流程中会涉及环保污染问题，对排放也有比较严格的要求。在材料选择上，金属双极板可选范围较为多样， 适用于各类金属及合金系列，例如不锈钢、钛合金、镍基合金等。菲尔特双极板产品的最大优点是三场合一， 具有较高的技术工艺，可以实现深度、宽度等精确比例的刻蚀，密封无胶水，冷却效果好。同时，无需开发 模具，可避免设计调整带来的重新修改模具成本。 图 2：金属双极板产品工艺流程 产业报告 请务必阅读正文之后的免责条款部分 3 of 5 资料来源：浙江菲尔特，国泰君安证券研究 图 3：新结构微流道双极板设计 资料来源：浙江菲尔特，国泰君安证券研究 3. 导电防腐涂层 双极板和气体扩散层为保证一定的使用寿命，需对其表面进行镀层，通常会选用涂铂、铱、金、碳基等 导电防腐涂层。对于涂层厚度选择，目前的普通化学电镀镀层较厚，在 0.1 毫米左右，公司的涂层工艺可以 做到 0.1微米，对于镀金可以实现 100 纳米的厚度，从而实现成本的降低。由于镀膜前需对表面进行等离子 清洗，同时在真空状态下操作，气相沉积相比水镀具有更高的结合度。 公司在 2022 年 5 月底投入运营的 PVD 镀膜设备已经安装完成，占地空间较大，未来将面向碱性电解槽 使用；此外，公司还拥有能够实现 2 万片/天的连续镀碳涂层生产线。 图 5：PVD 镀膜设备 1221465 产业报告 请务必阅读正文之后的免责条款部分 4 of 5 资料来源：浙江菲尔特，国泰君安证券研究 图 4：PVD 涂层设备 资料来源：浙江菲尔特，国泰君安证券研究 4. 钛纤维毡扩散层 钛纤维毡扩散层可选材料包括钛、镍、不锈钢、合金等，但镍基纤维等存在技术壁垒，市场价格较 贵，公司的主要优势在于可自主加工纤维材料，并根据客户需求提供定制化加工产品，目前产品还处于测 试阶段。例如，PEM 电解槽气体扩散层需要解决气体、液体的渗透问题，公司会进行测试确定捕集率；对 于温度要求，公司设计了新款可控温极板，通过控制原水温度处在膜电极最佳催化温度范围内，优化水电 解中控温的要求，从而确保膜电极达到最佳反应效果。 产业报告 请务必阅读正文之后的免责条款部分 5 of 5 本公司具有中国证监会核准的证券投资咨询业务资格 分析师声明 作者具有中国证券业协会授予的证券投资咨询执业资格或相当的专业胜任能力，保证报告所采用的数据均来自合规渠道，分析 逻辑基于作者的职业理解，本报告清晰准确地反映了作者的研究观点，力求独立、客观和公正，结论不受任何第三方的授意或 影响，特此声明。 免责声明 本报告仅供国泰君安证券股份有限公司（以下简称“本公司”）的客户使用。本公司不会因接收人收到本报告而视其为本公司的 当然客户。本报告仅在相关法律许可的情况下发放，并仅为提供信息而发放，概不构成任何广告。 本报告的信息来源于已公开的资料，本公司对该等信息的准确性、完整性或可靠性不作任何保证。本报告所载的资料、意见及 推测仅反映本公司于发布本报告当日的判断，本报告所指的证券或投资标的的价格、价值及投资收入可升可跌。过往表现不应 作为日后的表现依据。在不同时期，本公司可发出与本报告所载资料、意见及推测不一致的报告。本公司不保证本报告所含信 息保持在最新状态。同时，本公司对本报告所含信息可在不发出通知的情形下做出修改，投资者应当自行关注相应的更新或修 改。 本报告中所指的投资及服务可能不适合个别客户，不构成客户私人咨询建议。在任何情况下，本报告中的信息或所表述的意见 均不构成对任何人的投资建议。在任何情况下，本公司、本公司员工或者关联机构不承诺投资者一定获利，不与投资者分享投 资收益，也不对任何人因使用本报告中的任何内容所引致的任何损失负任何责任。投资者务必注意，其据此做出的任何投资决 策与本公司、本公司员工或者关联机构无关。 本公司利用信息隔离墙控制内部一个或多个领域、部门或关联机构之间的信息流动。因此，投资者应注意，在法律许可的情况 下，本公司及其所属关联机构可能会持有报告中提到的公司所发行的证券或期权并进行证券或期权交易，也可能为这些公司提 供或者争取提供投资银行、财务顾问或者金融产品等相关服务。在法律许可的情况下，本公司的员工可能担任本报告所提到的 公司的董事。 市场有风险，投资需谨慎。投资者不应将本报告为作出投资决策的惟一参考因素，亦不应认为本报告可以取代自己的判断。在 决定投资前，如有需要，投资者务必向专业人士咨询并谨慎决策。 本报告版权仅为本公司所有，未经书面许可，任何机构和个人不得以任何形式翻版、复制、发表或引用。如征得本公司同意进 行引用、刊发的，需在允许的范围内使用，并注明出处为“国泰君安证券研究”，且不得对本报告进行任何有悖原意的引用、删 节和修改。 若本公司以外的其他机构（以下简称“该机构”）发送本报告，则由该机构独自为此发送行为负责。通过此途径获得本报告的投 资者应自行联系该机构以要求获悉更详细信息或进而交易本报告中提及的证券。本报告不构成本公司向该机构之客户提供的投 资建议，本公司、本公司员工或者关联机构亦不为该机构之客户因使用本报告或报告所载内容引起的任何损失承担任何责任。 国泰君安证券研究 上海 深圳 北京 地址 上海市静安区新闸路669号博华广场20层 深圳市福田区益田路 6009号新世界 中心 34 层 北京市西城区金融大街甲9号 金融街中心南楼 18 层 邮编 200041 518026 100032 电话 （021）38676666 （0755）23976888 （010）83939888 E-mail： gtjaresearch@gtjas.com