燃料电池专题报告系列四之膜材料篇:具备国产化基础,静待燃料电池产业爆发

质子交换膜是燃料电池的核心零部件,技术壁垒最高。相比于普通电源的隔膜,质子交换膜要求更高。首先,质子交换膜不仅是一种隔膜材料,更起到电解质和电极活性物质(电催化剂层)基底的作用;其次普通电池的隔膜属于多孔性膜,则质子交换膜是一种选择性透过膜。相比催化剂、双极板,质子交换膜技术壁垒最高。

全氟磺酸膜是质子交换膜商业化主流。质子交换膜根据含氟情况进行分类,主要可分为四类,全氟质子交换膜、部分氟化聚合物膜、新型非氟聚合物膜、复合膜。相比非氟质子膜在苛刻的电池工作环境中很快会降解破坏,全氟磺酸离子膜具有优良的热稳定性、化学稳定性和较高的力学强度,将成为质子交换膜商业化主流。目前全氟质子交换膜主要集中在美、日、加、中四国,主要公司包括美国杜邦、Dow公司、陶氏、3M公司,日本旭化,旭硝子;加拿大Ballard公司;中国山东东岳。

质子交换膜主要包括前驱体合成和成型工艺,我国原材料储备丰富,树脂合成及成型工艺相对落后。全氟磺酸离子交换膜上游是萤石材料的开采,其主要成分是氟化钙,中间体为全氟乙烯基醚(CF2-CF-O-RF)和四氟乙烯(CF2=CF2),最终合成全氟磺酸离子交换树脂并进行拉膜成型工艺。我国萤石储量占54%,国内供应充足,四氟乙烯主要集中东岳集团、中昊晨光、巨化股份、梅兰化工、三爱富等多家企业。目前我国全氟树脂合成及成型制造方面相对薄弱,挤出压延法成型工艺仅被美国和日本少数国家所掌握,国内的加工技术还不够成熟。

质子交换膜具备国产化基础,静待燃料电池行业爆发。2003年以前,美国杜邦公司是唯一能够批量化供应质子交换膜的企业。东岳集团联合上海交通大学突破质子膜核心生产壁垒,生产的质子交换膜与杜邦公司著名产品Nafion膜相比较,性能更为优越。东岳集团拥有年产500吨(约10万平米)的全氟磺酸树脂生产能力,可以生产满足1万辆电动汽车所需要的质子膜,继美国之后世界上第二个拥有全氟质子膜技术的国家。

行业评级及投资策略。质子交换膜是燃料电池的核心零部件,技术壁垒最高,全氟磺酸膜是质子交换膜商业化主流;目前全氟质子交换膜主要集中在美、日、加、中四国。我国东岳集团拥有年产500吨的全氟磺酸树脂生产能力,成为继美国之后世界上第二个拥有全氟质子膜技术的国家。我们认为燃料电池膜材料国产化势在必行,有望受益于燃料电池行业爆发,给予行业“推荐”评级。

重点推荐个股。空气循环系统:雪人股份(002639);储氢加氢设备:富瑞特装(300228)、厚普股份(300471)、京城股份(600860);催化剂:贵研铂业(600459);膜材料方面:三爱富(600636)、东岳集团(0189.HK);新源动力股东:长城电工(600192)、南都电源(300068)、新大洲A(000571)。

风险提示:1)燃料电池汽车国产化进程的不及预期;2)关键材料成本下降不及预期;3)膜材料技术发展不及预期。