ในอุตสาหกรรมพลังงานไฮโดรเจน ไดอะแฟรมซึ่งเป็นหนึ่งในส่วนประกอบหลักของอิเล็กโทรไลเซอร์ มีบทบาทสำคัญ อิเล็กโทรไลเซอร์ประเภทต่างๆ ใช้วัสดุไดอะแฟรมที่แตกต่างกัน และการเลือกวัสดุเหล่านี้ไม่เพียงส่งผลต่อประสิทธิภาพและต้นทุนของอิเล็กโทรไลเซอร์ แต่ยังเป็นตัวกำหนดความเป็นไปได้ทางเศรษฐกิจและความเหมาะสมของโครงการไฮโดรเจนสีเขียวทั้งหมด บทความนี้มุ่งเน้นการวิเคราะห์การใช้งานในปัจจุบัน ความท้าทาย และแนวโน้มการพัฒนาในอนาคตของไดอะแฟรม PPS (polyphenylene sulfide) และเมมเบรน PSF (perfluorosulfonic acid) ในอิเล็กโทรไลเซอร์แบบด่างและอิเล็กโทรไลเซอร์ PEM (proton exchange membrane)
การใช้งานและความท้าทายของไดอะแฟรม PPS ในอิเล็กโทรไลเซอร์แบบด่าง
ไดอะแฟรม PPS เนื่องจากมีความทนทานต่อด่าง ความเสถียรทางเคมี และความแข็งแรงทางกลที่ยอดเยี่ยม ได้กลายเป็นวัสดุไดอะแฟรมที่ใช้กันอย่างแพร่หลายในอิเล็กโทรไลเซอร์แบบด่าง สถิติแสดงให้เห็นว่าไดอะแฟรม PPS คิดเป็น 10% ถึง 13% ของต้นทุนรวมของอิเล็กโทรไลเซอร์แบบด่าง และกว่า 95% ของโครงการไฮโดรเจนสีเขียวในปัจจุบันใช้ไดอะแฟรมประเภทนี้ ต้นทุนการผลิตอิเล็กโทรไลเซอร์แบบด่างที่มีความจุ 1,000 นิวตันเมตรต่อชั่วโมงอยู่ที่ประมาณ 4.5 ล้านหยวน โดยต้นทุนไดอะแฟรมอยู่ที่ประมาณ 500,000 หยวน
อย่างไรก็ตาม การผลิตไดอะแฟรม PPS ไม่ใช่เรื่องง่าย ในตลาด Toray ของญี่ปุ่นเป็นผู้นำในด้านนี้ โดยคุณภาพผลิตภัณฑ์และระดับเทคนิคได้รับการยอมรับอย่างกว้างขวาง ในทางตรงกันข้าม มีเพียง 5 ถึง 10 บริษัทในประเทศที่สามารถจัดหาไดอะแฟรม PPS และบางบริษัทมีข้อเสนอแนะจากผู้ใช้จริงที่จำกัด ผู้เล่นสามอันดับแรกในอุตสาหกรรมนี้ ได้แก่ Toray ของญี่ปุ่น Tianjin Tianlun และ Tianjin Kairui แม้ว่า Zhejiang Zhengben จะมีส่วนร่วมด้วย แต่ความสามารถในการแข่งขันยังค่อนข้างอ่อนแอ Beijing Tanneng อ้างว่าผลิตไดอะแฟรม PPS แต่ผลิตภัณฑ์ของบริษัทมุ่งเป้าไปที่ไดอะแฟรมคอมโพสิต ซึ่งแตกต่างอย่างมากจากไดอะแฟรม PPS แบบดั้งเดิมในแง่ของเทคโนโลยี และยังอยู่ในขั้นตอนการทดสอบตลาด ยังไม่พร้อมสำหรับการเข้าสู่ตลาดในวงกว้าง
ในการผลิตไดอะแฟรม PPS การรับรองความปลอดภัย การปรับปรุงประสิทธิภาพพลังงาน และการยืดอายุการใช้งานเป็นความท้าทายหลัก นอกจากนี้ เนื่องจากการชะลอตัวของการจัดส่งและการประมูลอิเล็กโทรไลเซอร์แบบด่าง ปริมาณการจัดส่งไดอะแฟรม PPS คาดว่าจะลดลงในปี 2024 โดยประมาณที่ 30,000 ตารางเมตร ควรสังเกตว่าอิเล็กโทรไลเซอร์แบบด่างที่มีความจุ 1,000 นิวตันเมตรต่อชั่วโมงมักต้องการไดอะแฟรม 1,300 ถึง 1,500 ตารางเมตร แต่การเพิ่มการผลิตไฮโดรเจนไม่ได้เพิ่มการใช้ไดอะแฟรมอย่างเป็นเส้นตรงเสมอไป เนื่องจากขึ้นอยู่กับการออกแบบโครงสร้างของอิเล็กโทรไลเซอร์
ในแง่ของการจัดส่ง ผู้ผลิตไดอะแฟรมมักจะรักษาสินค้าคงคลังไว้ที่ 1.1 ถึง 1.2 เท่าของปริมาณการผลิตเพื่อปรับตัวให้เข้ากับวิธีการผลิตที่ขับเคลื่อนด้วยคำสั่งซื้อ ผู้ผลิตเรซินและไฟเบอร์ต้นน้ำรักษาสินค้าคงคลังไว้สูงกว่าเล็กน้อยที่ 1 ถึง 1.5 เท่า เพื่อให้มั่นใจถึงความเสถียรของห่วงโซ่อุปทาน
การใช้งานและการพัฒนาเมมเบรน PSF ในอิเล็กโทรไลเซอร์ PEM
แตกต่างจากไดอะแฟรม PPS เมมเบรน PSF ใช้ในอิเล็กโทรไลเซอร์ PEM เป็นหลัก โดยเป็นต้นทุนเมมเบรนอิเล็กโทรดหลักของ PEM พร้อมกับอิเล็กโทรดและตัวเร่งปฏิกิริยาโลหะมีค่า เมมเบรน PSF รับภาระค่าใช้จ่ายหลัก และประสิทธิภาพของเมมเบรนส่งผลโดยตรงต่อประสิทธิภาพและอายุการใช้งานของอิเล็กโทรไลเซอร์ PEM ปัจจุบัน Dongyue Future ทำผลงานได้ดีในตลาดในประเทศ โดยผลิตภัณฑ์เมมเบรน PSF ของบริษัทถูกนำไปใช้ในอิเล็กโทรไลเซอร์ PEM อย่างกว้างขวาง
เมื่อเปรียบเทียบกับอิเล็กโทรไลเซอร์แบบด่าง อิเล็กโทรไลเซอร์ PEM มีประสิทธิภาพพลังงานสูงกว่าและใช้พื้นที่น้อยกว่า แต่ต้นทุนค่อนข้างสูงกว่า ด้วยความก้าวหน้าทางเทคโนโลยีอย่างต่อเนื่องและการลดต้นทุนอย่างค่อยเป็นค่อยไป โอกาสการใช้งานของอิเล็กโทรไลเซอร์ PEM ในโครงการไฮโดรเจนสีเขียวจึงมีแนวโน้มที่ดีขึ้นเรื่อยๆ ดังนั้นในฐานะวัสดุสำคัญสำหรับอิเล็กโทรไลเซอร์ PEM ความต้องการในตลาดสำหรับเมมเบรน PSF คาดว่าจะเติบโตอย่างต่อเนื่อง
โอกาสการพัฒนาในสาขาวัสดุใหม่
นอกเหนือจากไดอะแฟรมพลังงานไฮโดรเจนแล้ว สาขาวัสดุใหม่บางสาขายังพัฒนาอย่างต่อเนื่อง เช่น เซมิคอนดักเตอร์หรือวัสดุพิเศษที่ใช้ในแบตเตอรี่และการใช้งานอื่นๆ การพัฒนาวัสดุใหม่เหล่านี้ได้รับแรงผลักดันจากนโยบายใหม่ของกระทรวงการจัดการเหตุฉุกเฉิน โดยเฉพาะการบรรลุความก้าวหน้าที่สำคัญในวัสดุทนไฟ ทนกรด และทนด่าง การเกิดขึ้นและการใช้งานวัสดุใหม่เหล่านี้ไม่เพียงเพิ่มความหลากหลายของผลิตภัณฑ์ในห่วงโซ่อุตสาหกรรมพลังงานไฮโดรเจน แต่ยังให้ความเป็นไปได้และทางเลือกมากขึ้นสำหรับการพัฒนาอุตสาหกรรมพลังงานไฮโดรเจน
บทสรุปและมุมมอง
โดยสรุป ไดอะแฟรม PPS และเมมเบรน PSF มีคุณค่าการใช้งานและแนวโน้มตลาดที่สำคัญในอุตสาหกรรมพลังงานไฮโดรเจน อย่างไรก็ตาม การผลิตไดอะแฟรม PPS ยังคงเผชิญกับความท้าทายมากมาย จำเป็นต้องปรับปรุงคุณภาพผลิตภัณฑ์และระดับเทคนิคอย่างต่อเนื่องเพื่อตอบสนองความต้องการของตลาด ในขณะเดียวกัน ด้วยความก้าวหน้าทางเทคโนโลยีของอิเล็กโทรไลเซอร์ PEM และการลดต้นทุน ความต้องการในตลาดสำหรับเมมเบรน PSF คาดว่าจะเติบโตอย่างต่อเนื่อง นอกจากนี้ การพัฒนาสาขาวัสดุใหม่ยังนำมาซึ่งโอกาสและความท้าทายมากขึ้นสำหรับอุตสาหกรรมพลังงานไฮโดรเจน ในอนาคต ด้วยการพัฒนาอุตสาหกรรมพลังงานไฮโดรเจนและความก้าวหน้าทางเทคโนโลยีอย่างต่อเนื่อง เรามีเหตุผลที่จะเชื่อว่าวัสดุไดอะแฟรมเหล่านี้จะมีบทบาทสำคัญยิ่งขึ้นในอุตสาหกรรมพลังงานไฮโดรเจน
เขียนโดย: นักวิเคราะห์พลังงานไฮโดรเจน SMM Xin Shi—13515219405 (สามารถติดต่อผ่าน WeChat) หากคุณสนใจในพลังงานไฮโดรเจน โปรดติดต่อฉันและร่วมติดตามการพัฒนาในอนาคตของพลังงานไฮโดรเจน!
