Dalam industri energi hidrogen, diafragma, sebagai salah satu komponen inti elektroliser, memainkan peran penting. Berbagai jenis elektroliser menggunakan bahan diafragma yang berbeda, dan pemilihan bahan ini tidak hanya memengaruhi kinerja dan biaya elektroliser tetapi juga menentukan kelayakan ekonomi dan keberlanjutan proyek hidrogen hijau secara keseluruhan. Artikel ini berfokus pada analisis aplikasi saat ini, tantangan, dan tren pengembangan masa depan diafragma PPS (polyphenylene sulfide) dan membran PSF (asam perfluorosulfonat) dalam elektroliser alkali dan PEM (proton exchange membrane).
Aplikasi dan Tantangan Diafragma PPS dalam Elektroliser Alkali
Diafragma PPS, karena ketahanan alkali yang sangat baik, stabilitas kimia, dan kekuatan mekanisnya, telah menjadi bahan diafragma yang banyak digunakan dalam elektroliser alkali. Statistik menunjukkan bahwa diafragma PPS menyumbang 10% hingga 13% dari total biaya elektroliser alkali, dan lebih dari 95% proyek hidrogen hijau saat ini menggunakan jenis diafragma ini. Biaya produksi elektroliser alkali dengan kapasitas 1.000 Nm³/jam sekitar 4,5 juta yuan, di mana biaya diafragma sekitar 500 ribu yuan.
Namun, produksi diafragma PPS bukanlah tugas yang mudah. Di pasar, Toray dari Jepang memimpin bidang ini, dengan kualitas produk dan tingkat teknologinya yang diakui secara luas. Sebaliknya, hanya 5 hingga 10 perusahaan domestik yang dapat menyediakan produk diafragma PPS, dan beberapa perusahaan ini memiliki umpan balik pengguna yang terbatas. Tiga pemain utama di industri ini termasuk Toray dari Jepang, Tianjin Tianlun, dan Tianjin Kairui. Meskipun Zhejiang Zhengben juga terlibat, daya saingnya relatif lebih lemah. Beijing Tanneng mengklaim memproduksi diafragma PPS, tetapi produknya terutama menargetkan diafragma komposit, yang secara teknologi berbeda secara signifikan dari diafragma PPS tradisional dan masih dalam tahap pengujian pasar, belum tersedia untuk masuk pasar secara besar-besaran.
Dalam produksi diafragma PPS, memastikan keamanan, meningkatkan efisiensi energi, dan memperpanjang masa pakai adalah tantangan utama. Selain itu, karena perlambatan pengiriman dan tender untuk elektroliser alkali, volume pengiriman diafragma PPS diperkirakan akan menurun pada tahun 2024, diperkirakan sekitar 30 ribu m². Perlu dicatat bahwa elektroliser alkali dengan kapasitas 1.000 Nm³/jam biasanya membutuhkan 1.300 hingga 1.500 m² diafragma, tetapi peningkatan produksi hidrogen tidak selalu meningkatkan penggunaan diafragma secara linear, karena tergantung pada desain struktural elektroliser.
Dalam hal pengiriman, produsen diafragma biasanya mempertahankan inventaris 1,1 hingga 1,2 kali volume produksi untuk beradaptasi dengan metode produksi berbasis pesanan. Produsen resin dan serat hulu mempertahankan inventaris yang sedikit lebih tinggi, yaitu 1 hingga 1,5 kali, untuk memastikan stabilitas rantai pasokan.
Aplikasi dan Pengembangan Membran PSF dalam Elektroliser PEM
Berbeda dengan diafragma PPS, membran PSF terutama digunakan dalam elektroliser PEM, membentuk biaya inti membran elektroda PEM. Bersama dengan elektroda dan katalis logam mulia, membran PSF menanggung biaya utama, dan kinerjanya secara langsung memengaruhi efisiensi dan masa pakai elektroliser PEM. Saat ini, Dongyue Future berkinerja baik di pasar domestik, dengan produk membran PSF-nya banyak diterapkan dalam elektroliser PEM.
Dibandingkan dengan elektroliser alkali, elektroliser PEM menawarkan efisiensi energi yang lebih tinggi dan jejak yang lebih kecil, tetapi biayanya relatif lebih tinggi. Dengan kemajuan teknologi yang berkelanjutan dan penurunan biaya secara bertahap, prospek aplikasi elektroliser PEM dalam proyek hidrogen hijau menjadi semakin menjanjikan. Oleh karena itu, sebagai salah satu bahan kunci untuk elektroliser PEM, permintaan pasar untuk membran PSF diperkirakan akan terus tumbuh.
Peluang Pengembangan di Bidang Material Baru
Selain diafragma energi hidrogen, beberapa bidang material baru juga terus berkembang, seperti semikonduktor atau material khusus yang digunakan dalam baterai dan aplikasi lainnya. Pengembangan material baru ini didorong oleh kebijakan baru dari Kementerian Manajemen Darurat, terutama pencapaian kemajuan signifikan dalam material tahan api, tahan asam, dan tahan alkali. Kemunculan dan aplikasi material baru ini tidak hanya memperkaya rangkaian produk rantai industri energi hidrogen tetapi juga memberikan lebih banyak kemungkinan dan pilihan untuk pengembangan industri energi hidrogen.
Kesimpulan dan Prospek
Singkatnya, diafragma PPS dan membran PSF memiliki nilai aplikasi dan prospek pasar yang signifikan dalam industri energi hidrogen. Namun, produksi diafragma PPS masih menghadapi banyak tantangan, memerlukan peningkatan kualitas produk dan tingkat teknologi secara berkelanjutan untuk memenuhi permintaan pasar. Sementara itu, dengan kemajuan teknologi elektroliser PEM yang berkelanjutan dan penurunan biaya, permintaan pasar untuk membran PSF juga diperkirakan akan tumbuh secara stabil. Selain itu, pengembangan bidang material baru membawa lebih banyak peluang dan tantangan bagi industri energi hidrogen. Di masa depan, dengan perkembangan industri energi hidrogen yang berkelanjutan dan kemajuan teknologi, kita memiliki alasan untuk percaya bahwa material diafragma ini akan memainkan peran yang semakin penting dalam industri energi hidrogen.
Ditulis oleh: Analis Energi Hidrogen SMM Xin Shi—13515219405 (tersedia di WeChat). Jika Anda juga tertarik dengan energi hidrogen, jangan ragu untuk menghubungi saya dan bergabunglah dengan saya dalam mengikuti perkembangan masa depan energi hidrogen!
