被誉为是继ALK、PEM之后第三代电解水制氢技术的AEM，因兼具ALK的低成本和PEM的高性能的特点而备受业内看好，今年以来，AEM在新品研发不断取得突破的同时，商用进程开始逐渐提速。 9月2日，南网储能公司基于阴离子交换膜电解水制氢的MW级制加氢站建设项目招标结果公示，深圳稳石氢能科技有限公司（下称：稳石氢能）是唯一中标单位，这也是全球首套单系统1.25MW-AEM电解水制氢项目。除了MW级项目招标，亿纬氢能、稳石氢能、德林海、奥扬科技等多家公司发布了AEM电解槽产品，国内AEM制氢产业化迈入了新的阶段。 多家公司抢滩AEM制氢技术 AEM制氢开启市场化的一个显著征兆是，新产品的不断涌现。今年以来，亿纬氢能、稳石氢能、德林海、奥扬科技、P2H2公司、Ansaldo Green Tech等多家企业披露AEM新品动态，单模块电解槽越做越大，能源转换效率大大提升。 今年8月，亿纬氢能重磅发布了“悟空”AEM制氢系统， “悟空”制氢系统产品采用自主研制生产的膜电极，电流密度达到10000A/m²，额定工况下，直流能耗为4.5kW·h/m³，出氢压力可达1.6MPa，载荷能力覆盖10%~120%。 而此之前，亿纬氢能3月发布了业界首款100kW的AEM电解槽产品，其负载调节范围更是达到了10~120%，可根据实际需求灵活调动，实现最佳的能耗比。对于推出该100kW电解槽的意义，亿纬氢能总经理汪瀛表示，从10kW到100kW，意味着在单槽规模上使AEM制氢技术脱离了试验研究阶段，可真正意义地进入工业用氢和可再生能源制绿氢等真实广阔的应用场景。 7月，奥扬科技发布了搭载核心自研技术的AEM制氢装备。该产品采用非贵金属催化剂，设备本身成本较低；运行直流能耗4.3kWh/Nm³H₂@1A/cm²，负荷范围宽、响应速度快，可以良好胜任可再生能源调峰任务。 6月，稳石氢能方面发布消息称，公司基于对可控弹性支撑层、热固化催化剂和密封的突破，2024年二季度中完成单槽250kW测试验证。通过新技术、新工艺实施以及产能效应释放，公司将在2024年四季度完成单槽1兆瓦AEM系统并发布。虽然尚未正式对外发布兆瓦级AEM电解槽产品，但其却收获了国内首个兆瓦级AEM制氢系统的订单。按照其官方微信平台披露的消息，稳石氢能本年确认签约订单将超过1.9亿元，实际交付电解槽产品10兆瓦。 4月，无锡德林海零碳科技有限公司发布了全球首创1Nm³/h 22MPa AEM电解槽，这款产品的创新之处在于能够实现在6-22MPa压力下的长期稳定运行，其高压力特性是普通AEM电解槽的十倍以上，引起了业界的广泛关注。相比于低压电解槽，高压电解槽不仅提高了绿氢的生产效率，还减少了电解水过程中对下游压缩机的依赖，可有效降低压缩过程中的能耗和设备投入成本。 当然，除了国内企业在AEM制氢方面新品迭出，国外的P2H2公司、Ansaldo Green Tech等公司也推出了的新产品，并开启相关的测试和应用。 今年4月，P2H2公司为比利时安特卫普-布鲁日港供应的AEM电解槽试运行，其对外公布的资料表明，在测试过程种，其系统功率达到250kW，且无需使用额外的耗能压缩机，系统级效率已经达到50kWh/kgH₂。该系统预计将在2024 年第四季度安装到位。 1月，Ansaldo Energia Group旗下Ansaldo Green Tech公司成功完成全尺寸几何形状的阴离子交换膜(AEM)电解槽短堆原型测试。Ansaldo Green Tech计划将生产1MW的商业化电堆。 AEM电解槽难点和阴离子膜机会 在AEM电解槽产品不断向商用进阶的过程中，核心材料的突破起到了重要的推动作用，尤其是阴离子交换膜。作为AEM电解槽的核心组件，阴离子交换膜对实现AEM电解水制氢技术的商业化应用十分关键，其品质和一致性直接决定着AEM电解设备的工作效率和运行寿命。 多方研究机构实验发现，阴离子交换膜含有芳醚基团的聚合物在碱性环境中长期运行时，会逐渐降解，影响AEM电解水设备的稳定性和系统寿命。此外，阴离子交换膜传导性能劣于质子交换膜，需要降低厚度，提升OH-在阴离子交换膜中的传导作用，但这又会影响膜的机械稳定性，导致膜穿孔现象发生。如何兼顾阴离子交换膜的性能和寿命成为AEM制氢规模化商用的一个难点。 AEM制氢备受看好，当然不能被一款关键材料掣肘，一些企业开始在阴离子交换膜上进行攻关突破。 今年2月，清能股份宣布在新型AEM电解质膜上取得重大技术突破。该AEM电解质膜在大幅提高离子传导性的同时，可实现长时间的机械稳定性及化学稳定性。该产品幅宽可达80cm，抗张强度高于65MPa，可达到其他同类产品的1.5~2倍强度。预计可运行超过6万小时，效率高达95%，未来实现大规模商业化应用，有望引领全球绿氢生产成本迈入1美元/kg时代。 部分企业则是采用自主研发生产的阴离子交换膜，亿纬氢能和稳石氢能是其中的突出代表。 亿纬氢能基于其自主研发的功能化聚（芳基哌啶）树脂材料，开发了W-25（均质膜）和W-75（主要为电解水制氢开发）两款阴离子交换膜（AEM）产品。其新发布的“悟空”系列AEM制氢系统新品正是因为搭载了其自主研发和量产的高性能AEM膜产品，直流电耗低至4.5 kWh/Nm³。 稳石氢能则是采用具有V型刚性结构的Tröger碱进行聚合，获得具有本征微孔的高强度不易变形的 TB-PIM 膜。该产品干膜拉伸强度可达94Mpa，在 80℃，1M KOH 环境下，OH-离子传导率能长久保持在164mS/cm的水平。据悉，稳石氢能在去年年底就已完成TB-PIM 膜定型并实现商业化应用。 除了新兴的AEM电解槽企业，原来专注于燃料电池和PEM电解槽的质子交换膜企业也开始注意到AEM制氢市场扩大带来的市场机会，东岳未来氢能、汉丞科技等公司也开始发力布局AEM阴离子交换膜业务。 去年11月，山东东岳研究院有限公司承担的“氢进万家”示范工程——氢能关键技术集成及示范园区项目正式运行，其中就包括氢能“芯片”质子交换膜(PEM)的持续创新进步和阴离子交换膜(AEM)的科研和产业化应用。 汉丞科技则是自主研发的HAM系列增强型阴离子交换膜（AEM），相当于是开创了氟型增强阴离子交换膜（AEM）的先河。汉丞科技方面表示，公司产品幅宽可达1000mm，卷对卷生产工艺，常规长度100m，线性溶胀率≤2，该系列膜能在0.5MKOH中达到较高的离子电导率，并且膜的稳定性较高。 总体上看，国内首个兆瓦级AEM制氢项目招标是AEM电解槽走向商用的代表事件之一。尽管现阶段AEM距离大规模商用还有一段路要走，但是在国内众多企业推动下，AEM电解槽及其核心材料阴离子交换膜都有望实现新突破。随着的技术的进步、成本的下降和产品一致性的提升，AEM制氢终将在万亿氢能赛道占据一席之地。