Trong ngành công nghiệp năng lượng hydro, màng ngăn, là một trong những thành phần cốt lõi của máy điện phân, đóng vai trò quan trọng. Các loại máy điện phân khác nhau sử dụng các vật liệu màng ngăn khác nhau, và việc lựa chọn các vật liệu này không chỉ ảnh hưởng đến hiệu suất và chi phí của máy điện phân mà còn quyết định tính khả thi kinh tế và khả năng thực hiện của toàn bộ dự án hydro xanh. Bài viết này tập trung phân tích các ứng dụng hiện tại, thách thức và xu hướng phát triển tương lai của màng PPS (polyphenylene sulfide) và màng PSF (axit perfluorosulfonic) trong máy điện phân kiềm và máy điện phân PEM (màng trao đổi proton).
Ứng dụng và Thách thức của Màng PPS trong Máy Điện Phân Kiềm
Màng PPS, nhờ khả năng chống kiềm xuất sắc, độ ổn định hóa học và độ bền cơ học, đã trở thành vật liệu màng ngăn được sử dụng rộng rãi trong máy điện phân kiềm. Thống kê cho thấy màng PPS chiếm từ 10% đến 13% tổng chi phí của máy điện phân kiềm, và hơn 95% các dự án hydro xanh hiện tại sử dụng loại màng này. Chi phí sản xuất một máy điện phân kiềm có công suất 1,000 Nm³/h khoảng 4,5 triệu nhân dân tệ, trong đó chi phí màng ngăn khoảng 500,000 nhân dân tệ.
Tuy nhiên, sản xuất màng PPS không phải là một nhiệm vụ dễ dàng. Trên thị trường, Toray của Nhật Bản dẫn đầu lĩnh vực này, với chất lượng sản phẩm và trình độ kỹ thuật được công nhận rộng rãi. Ngược lại, chỉ có 5 đến 10 công ty trong nước có thể cung cấp sản phẩm màng PPS, và một số công ty này có phản hồi thực tế từ người dùng hạn chế. Ba công ty hàng đầu trong ngành bao gồm Toray của Nhật Bản, Tianjin Tianlun và Tianjin Kairui. Mặc dù Zhejiang Zhengben cũng tham gia, nhưng khả năng cạnh tranh của họ tương đối yếu hơn. Beijing Tanneng tuyên bố sản xuất màng PPS, nhưng sản phẩm của họ chủ yếu nhắm đến màng composite, khác biệt đáng kể so với màng PPS truyền thống về mặt công nghệ và vẫn đang trong giai đoạn thử nghiệm thị trường, chưa sẵn sàng để thâm nhập thị trường quy mô lớn.
Trong sản xuất màng PPS, đảm bảo an toàn, cải thiện hiệu suất năng lượng và kéo dài tuổi thọ là những thách thức chính. Ngoài ra, do sự chậm lại trong việc giao hàng và đấu thầu máy điện phân kiềm, khối lượng giao hàng của màng PPS dự kiến sẽ giảm vào năm 2024, ước tính khoảng 30,000 m². Đáng chú ý, một máy điện phân kiềm có công suất 1,000 Nm³/h thường cần 1,300 đến 1,500 m² màng ngăn, nhưng việc tăng sản lượng hydro không phải lúc nào cũng tăng tuyến tính việc sử dụng màng ngăn, vì điều này phụ thuộc vào thiết kế cấu trúc của máy điện phân.
Về giao hàng, các nhà sản xuất màng ngăn thường duy trì một lượng tồn kho từ 1,1 đến 1,2 lần so với khối lượng sản xuất để thích ứng với phương pháp sản xuất dựa trên đơn hàng. Các nhà sản xuất nhựa và sợi thượng nguồn duy trì lượng tồn kho cao hơn một chút, từ 1 đến 1,5 lần, để đảm bảo sự ổn định của chuỗi cung ứng.
Ứng dụng và Phát triển của Màng PSF trong Máy Điện Phân PEM
Khác với màng PPS, màng PSF chủ yếu được sử dụng trong máy điện phân PEM, tạo thành chi phí màng điện cực cốt lõi của PEM. Cùng với các điện cực và chất xúc tác kim loại quý, màng PSF chịu phần lớn chi phí, và hiệu suất của chúng ảnh hưởng trực tiếp đến hiệu quả và tuổi thọ của máy điện phân PEM. Hiện tại, Dongyue Future hoạt động tốt trên thị trường nội địa, với các sản phẩm màng PSF được áp dụng rộng rãi trong máy điện phân PEM.
So với máy điện phân kiềm, máy điện phân PEM mang lại hiệu suất năng lượng cao hơn và diện tích nhỏ hơn, nhưng chi phí của chúng tương đối cao hơn. Với sự tiến bộ công nghệ liên tục và giảm chi phí dần dần, triển vọng ứng dụng của máy điện phân PEM trong các dự án hydro xanh ngày càng trở nên hứa hẹn. Do đó, là một trong những vật liệu quan trọng cho máy điện phân PEM, nhu cầu thị trường đối với màng PSF dự kiến sẽ tiếp tục tăng trưởng.
Cơ hội Phát triển trong Lĩnh vực Vật liệu Mới
Ngoài màng ngăn năng lượng hydro, một số lĩnh vực vật liệu mới cũng đang phát triển liên tục, chẳng hạn như chất bán dẫn hoặc vật liệu đặc biệt được sử dụng trong pin và các ứng dụng khác. Sự phát triển của các vật liệu mới này được thúc đẩy bởi các chính sách mới từ Bộ Quản lý Khẩn cấp, đặc biệt đạt được tiến bộ đáng kể trong các vật liệu chống cháy, chống axit và chống kiềm. Sự xuất hiện và ứng dụng của các vật liệu mới này không chỉ làm phong phú thêm danh mục sản phẩm của chuỗi ngành năng lượng hydro mà còn cung cấp nhiều khả năng và lựa chọn hơn cho sự phát triển của ngành năng lượng hydro.
Kết luận và Triển vọng
Tóm lại, màng PPS và màng PSF có giá trị ứng dụng và triển vọng thị trường đáng kể trong ngành năng lượng hydro. Tuy nhiên, việc sản xuất màng PPS vẫn đối mặt với nhiều thách thức, đòi hỏi cải tiến liên tục về chất lượng sản phẩm và trình độ kỹ thuật để đáp ứng nhu cầu thị trường. Trong khi đó, với sự tiến bộ liên tục của công nghệ máy điện phân PEM và giảm chi phí, nhu cầu thị trường đối với màng PSF cũng được dự đoán sẽ tăng trưởng ổn định. Ngoài ra, sự phát triển của các lĩnh vực vật liệu mới mang lại nhiều cơ hội và thách thức hơn cho ngành năng lượng hydro. Trong tương lai, với sự phát triển liên tục của ngành năng lượng hydro và tiến bộ công nghệ, chúng ta có lý do để tin rằng các vật liệu màng ngăn này sẽ đóng vai trò quan trọng hơn nữa trong ngành năng lượng hydro.
Tác giả: Nhà phân tích Năng lượng Hydro SMM Xin Shi—13515219405 (có WeChat). Nếu bạn cũng quan tâm đến năng lượng hydro, hãy liên hệ với tôi và cùng tôi theo dõi sự phát triển tương lai của năng lượng hydro!
![[SMM khảo sát] Điểm tin ngành năng lượng hydro tuần 29/08 - 03/09/2026](https://imgqn.smm.cn/usercenter/PPLUj20251217171727.jpg)
