一、质子交换膜行业概况
质子交换膜（PEM）也称为质子膜或氢离子交换膜，是一种离子选择性透过的膜，在电池（电解池）中起到为质子迁移和传输提供通道、分离气体反应物并阻隔电解液的作用，是在反应时只让阳极失去电子的氢离子（质子）透过到达阴极，但阻止电子、氢分子、水分子等通过。根据质子交换膜含氟量的不同，分为全氟磺酸膜、部分氟化聚合物膜、新型非氟聚合物膜、复合膜，其优缺点对比如下：
二、质子交换膜行业政策
特种含氟新材料属于高性能新材料，产业关联度高，是国家重点鼓励发展的新材料。特种含氟新材料对全氟质子交换膜及其下游液流电池、燃料电池等产业的发展发挥着举足轻重的作用。近年来，我国先后出台了一系列产业政策对特种含氟新材料、液流电池、燃料电池等行业予以扶持。
三、质子交换膜行业产业链
1、产业链结构图
质子交换膜上游主要包括基础材料和过程材料两个部分：基础材料即萤石，其与硫酸反应后生成氢氟酸，再和氯仿反应，生成后续树脂制备所需的原材料二氟一氯甲烷（R22）。过程材料主要为全氟磺酸树脂及其共聚单体TFE、PVSE等。产业链下游应用于氯碱工业、燃料电池、电解水、储能电池等领域。
2、全国绿氢行业市场规模
绿氢制备目前有四种主要技术路线，分别是碱性（ALK）、质子交换膜（PEM）、阴离子交换膜（AEM）以及固体氧化物（SOEC）绿氢制备技术。质子交换膜是PEM电解槽的核心组件，其性能对电解槽的性能和寿命具有决定性影响。在电解槽的运行过程中，质子交换膜提供了只允许水分子、水合氢离子通过的传输通道，隔绝阴极侧和阳极侧产生的氢气和氧气，并为阴极侧和阳极侧的催化剂层提供物理支撑。据统计，截至2024年我国绿氢行业市场规模约为41.58亿元。
相关报告：华经产业研究院发布的《2025-2031年中国质子交换膜行业发展监测及投资战略咨询报告》
四、质子交换膜行业发展现状
1、全球市场规模
20世纪60年代，质子交换膜首次应用于美国双子星航天计划，但当时的全氟磺酸膜成本高昂且性能有限，仅适用于短期太空任务。进入90年代，科研人员尝试通过复合无机填料改善热稳定性，但仍无法满足燃料电池商业化运行对膜材料耐久性的要求。直到21世纪初，随着纳米复合技术和聚合物分子结构设计的突破，才逐步解决了质子传导与稳定性之间的矛盾。据统计，2024年全球质子交换膜市场规模达到15.6亿元，预计2030年全球质子交换膜市场规模增长至182亿元，2024年-2030年复合增长率达到50.6%。
细分市场来看，2024年全球液流电池膜市场规模达到9.7亿元，占比高达62.3%。电解水制氢膜市场规模为3.36亿元，燃料电池膜市场规模为2.54亿元。
2、中国市场规模
国内相较国外质子膜发展历程起步较晚，我国自上世纪八十年代起进行全氟质子交换膜的研发，历经“六五”和“七五”两个五年重大科技攻关计划后仍然未能实现质子交换膜的产业化。据统计，2024年中国质子交换膜市场规模达到6.33亿元，预计到2023年市场规模增长至89亿元，2024-2030年CAGR为55%。
细分市场来看，2024年中国液流电池膜市场规模高达4.2亿元，占比高达66%，主要受益于储能液流电池市场需求快速增长。2024年中国燃料电池膜与电解水制氢膜市场规模分别为1.34亿元与0.79亿元。
五、质子交换膜行业竞争格局
从市场竞争格局来看，美国戈尔、美国科慕、日本旭化成、日本旭硝子、未来材料为全球前五厂商，2023年共占有约73%的市场份额。在国内质子交换膜市场中，目前仍然以国外品牌产品为主。在国产品牌方面，未来材料在我国液流电池、PEM电解水制氢和燃料电池质子交换膜市场占有率均位于国产第一，打破了国外垄断，市场占有率不断提高。氢辉能源、科润新材料、汉丞实业、福氢氢能等企业在积极导入，进行产品验证集小批量的出货，同时，泛亚微透、东材科技等企业也在加快推进质子交换膜的研发和生产。
山东东岳未来氢能材料股份有限公司主要从事高性能含氟功能膜及其关键材料、衍生材料的研发、生产和销售，已形成高性能含氟功能膜、高性能含氟功能膜关键材料及其衍生材料两大系列产品，主要产品包括全氟质子交换膜、全氟离子交换树脂、HFPO、ETFE、PPVE、PFA、含氟表面活性剂等。未来材料以市场通用材料六氟丙烯、四氟乙烯、乙烯等为原料，成功量产HFPO、全氟磺酸树脂、全氟质子交换膜等产品，形成了高性能含氟功能膜纵向一体化产业链。据统计，2024年未来材料营业收入为6.14亿元，同比下降14.37%，其中高性能含氟功能膜业务收入为1.54亿元，同比增长242.19%。
六、质子交换膜行业趋势
1、进口替代空间广阔
质子交换膜是有机氟化工产业链中技术难度大、附加值高的环节。历史上，全球质子交换膜基本由国外大公司生产包括美国杜邦、日本旭硝子与日本旭化成等，我国质子交换膜行业长期处于国产空白状态，近年来以未来材料为代表的少数企业成功实现了国产化技术突破与批量生产，但渗透率不高，存在广阔的市场替代空间。
2、下游应用领域多，市场空间广阔
质子交换膜下游应用广泛，是全钒液流电池、燃料电池以及绿氢制备中的关键膜材料。在全钒液流电池领域，近年来其技术的快速发展已经具备了商业化能力，液流电池储能将在储能系统中的比例升高。在燃料电池领域，氢燃料电池汽车因其零排放特性成为新能源汽车的重要方向，质子交换膜作为其核心组件，市场需求随汽车产业化进程加速增长。在绿氢制备领域，PEM电解水技术因高效、环保成为重要制氢方案，推动质子交换膜在绿氢生产中的渗透率提升。
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