降本增效好材料——PPS助力氢能崛起

氢能作为一种来源丰富、绿色低碳、应用广泛的二次能源，对构建清洁低碳安全高效的能源体系，实现碳达峰、碳中和目标具有重要意义。电解水技术被认为是最理想和环保的制氢方式。其中，碱性电解水制氢技术因成本低、寿命长和材料来源丰富等优点，在电解水制氢中占主导地位。

碱性电解水制氢系统主要包括碱性制氢电解槽主体和BOP辅助系统，而碱性制氢电解槽主体是由端压板、密封垫、极板、电极、隔膜等零部件组装而成。其中，隔膜的选材和结构设计对提高整个系统的效率和稳定性至关重要。碱性电解槽在电解过程中，阳极产生氧气，阴极产生氢气，隔膜的主要作用就是阻止氢气和氧气混合，并提供良好的离子导率。

碱性制氢隔膜经历了三代发展，第一代是石棉隔膜，现已被淘汰；第二代是PPS（聚苯硫醚）隔膜，是目前应用主流；第三代是复合隔膜，被视为未来趋势。

（一）PPS隔膜

PPS是最常用于碱性水电解槽隔膜的有机纤维类材料,其是用对二氯苯和NaS做原料,N-甲基吡咯烷酮为溶剂,在135-350℃下进行缩聚反应制成的分子主链中带有苯硫基的线形结晶性热塑性树脂。

PPS隔膜的优势在于其优秀的电气性能和化学稳定性。它具有较高的离子选择性，能够有效地促进离子的迁移，从而提高电解效率。同时，PPS隔膜还具有良好的耐碱性和耐高温性，能够适应碱性电解水制氢过程中的严苛环境。

（二）复合隔膜

由于PPS隔膜在碱性水溶液电解槽服役过程中会出现隔膜热致收缩、变硬和变脆等现象，导致隔膜电阻增加、工作效率低和能耗大。因此，国内外企业相继开发出性能优异的复合隔膜，采用PPS隔膜作为基底,表面涂有无机物。复合隔膜表面涂覆的主要目的是保证隔膜的机械性能，改善隔膜的亲水性，提高隔膜与电解液的相容性，降低电解槽内阻。

当下，PPS隔膜为行业主流，出货量占比超95%。国产复合隔膜处于从研发走向生产、向下游客户送样的阶段。目前PPS隔膜的市场价格在每平方300-400元，而进口的复合隔膜价格在每平方1000-2000元，国产的复合隔膜其价格每平米在600-900元之间。复合隔膜的价格高出PPS隔膜一倍有余，高昂的价格制约了复合隔膜的推广。

不论是传统的PPS隔膜还是复合隔膜，其性能和价格都有进一步优化的空间。相信通过隔膜新技术的迭代、工艺设备的研发、规模化生产的实现，隔膜的技术突破将持续助力碱性电解水制氢降本增效。