深度丨氢能风口之下，化工新材料的机会来了！

• 到2050年 氢气需求量 将接近 6000万吨

• 实现 二氧化碳减 排约 7亿吨

• 氢能在我国终端 能源体系中占比 >10%

• 产业链 年产值 达 12万亿元

然而，受氢能制备、储运及使用的成本居高不下，基础设施配套不足，产需脱节等多重因素影响，火热的赛道背后， 氢能产业的发展瓶颈不容小觑 。

在制氢环节，目前主流的制氢手段以 化石能源制氢和工业副产制氢 为主，技术成熟，且成本相对较低，但存在着碳排放的问题； 水电解制氢 可实现无碳排放且制取的氢气纯度高，但却面临耗电量大、投入资金高等难题。在氢储运环节，安全性和效率制约着产业的发展。氢能从业者们亟需通过新材料新技术的推广应用，为氢能产业提速。

与PEM不同的是，AEM的电解槽可以依靠镍基等非贵金属催化剂，从而 有效减少材料成本 ；而与AEL相比， AEM设备体积更小、电流密度更高、动态响应快、能更好地适应可再生能源发电的波动性 。因此，AEM兼具了碱性低成本和纯水高效率的双重优势，是目前较为前沿的电解水技术之一，也是未来绿氢大规模应用的首选技术之一。 

然而，AEM至今尚未实现产业化，究其原因，其最大的发展瓶颈在于关键材料的研发，特别是 阴离子交换膜 。

阴离子交换膜是AEM电解槽的核心部件，膜的性能直接影响了AEM电解槽的稳定性、寿命、运行效率以及生产成本等。目前，AEM膜研发的痛点包括耐化学性、氢氧根离子传导率低、电流密度低、化学稳定性差、无法兼顾性能和使用寿命等。 全球范围内只有少数企业和高校在研究开发AEM膜，特种化工企业 赢创 就是其中之一 。

赢创正在开发一种名为 DURAION®的阴离子交换膜 ，可实现膜电解工艺的质量三角，即在 化学稳定性、机械完整性和离子导电性上实现平衡 。在此基础上，赢创还在联合行业内的其他公司，包括科研机构、电解槽开发商、能源公司等，合作推进整套电解系统的开发。目前，赢创与合作伙伴已对DURAION®离子交换膜进行了数千小时的运行测试，DURAION®表现出了 卓越的导电性和稳定性 ，这为大规模部署并采用突破性AEM工艺铺平了道路。

未来，随着相关材料不断革新，绿氢的制备成本有望持续降低，继而随着规模化的提升，最终实现普及。

高压气态储氢

在储氢方面，高压气态储氢是发展最成熟的储氢技术之一，具有成本较低、能耗低、易脱氢、工作条件较宽等特点。目前，高压储氢容器主要分为 纯钢制金属瓶（I型） ， 钢制内胆纤维环向缠绕瓶（II型） ， 铝内胆纤维全缠绕瓶（III型） 及 塑料内胆纤维缠绕瓶（IV型） 4个类型。后三种采用复合材料的耐压容器以消除氢气泄露与容器爆破等不安全因素。其中，IV型瓶质量最轻，适合于车载，是未来车用储氢体系发展的主流技术路线。

内胆是这种储氢瓶的核心部件之一，需要具备耐氢气渗透性和耐热性、良好的高低温力学性能、良好的工艺性等特性。高性能纤维复合材料是气瓶外壳的重要增强体，需要高性能固化剂提供核心材料性能。赢创用于 环氧体系胺类固化剂VESTAMIN®和Ancamine® 能与纤维快速浸润，具有优异的机械性能、耐久性以及高成型效率，可以满足实际应用对于高压储氢容器严苛的性能要求。

液态有机储氢

液氢 具有较高的体积能量密度，可实现 大规模、远距离氢气运输 ，且对于跨洋运输与国际氢贸易具有显著优势。直接将氢气低温液化的过程能耗较高且存在氢的蒸发损失和安全性问题。而液态有机储氢（Liquid organic hydrogen carrier， LOHC ）技术将氢气存储在不饱和液体有机物中，通过可逆的加氢和脱氢反应实现氢气的储放，兼具储氢量大和常温常压下氢运输安全性的特点。目前，德国、日本等均处于LOHC技术开发和应用的前列，代表企业包括德国Hydrogenious LOHC Technologies、日本千代田公司等。

脱氢反应中的催化剂性能决定了氢气释放过程的转化效率和氢气纯度，是LOHC技术的核心之一。为此， 赢创正与Hydrogenious LOHC Technologies合作开发新型高性能催化剂 ，并推动其实现商业化。

管道输氢

在氢运输方面，管道运输是一种 更具成本效益 的大规模、长距离氢能源运输方式。利用现有天然气管线掺氢和新建纯氢管道输氢都是现实可行的方案。

氢气管道面临的主要挑战是 材料的氢腐蚀 。现有的输气管道通常为金属材料，在高浓度氢气的高压环境下会造成其性能的劣化，导致氢脆、气体泄漏等问题。因此， 目前输氢管道的研究方向主要是纤维增强的聚合物材料 。聚合物材料制成的非金属柔性管具有轻质、高强度、耐腐蚀的性能，且具有连续结构，可以生产更长管段。采用全聚合物结构则能保证管道在更高的压力下也不会产生氢脆，大幅降低氢气泄漏风险。

赢创VESTAMID® NRG系列聚酰胺12（PA12） 具备 较高的耐化学性与出众的机械特性 ，得益于其优秀的氢气相容性及低氢气渗透率，赢创VESTAMID® NRG系列可用于各类氢能领域，比如多种结构的输氢管道。采用赢创VESTAMID® NRG制造的非金属柔性输氢管道能够解决传统金属输氢管道材料所面临的问题，为氢储运行业提供一种更加安全高效的材料解决方案。

氢气分离

天然气掺氢输送到达终端后，还面临着将管道中的氢分离出来的挑战。同样，赢创开发的 SEPURAN® Noble气体分离膜 可以从输送甲烷-氢气混合气体的天然气管道中高效提取氢气，根据实际情况， 将10%-30%氢气提浓至高纯度氢气，纯度可达90%以上 。此外，SEPURAN® Noble气体分离膜还具有 操作简单、快速启动、占地面积小、易于扩展 的优势，可以通过简单的模块化设置即插即用。