报告概述

到2034年，全球燃料电池用全氟磺酸 (PFSA) 膜市场规模预计将达到3.227亿美元左右，将从2024年的1.819亿美元增长，增长在2025至2034年的预测期内，复合年增长率为5.9%。

全氟磺酸（PFSA）膜因其高机械稳定性、优异的化学惰性、良好的热稳定性和高质子传导性而被广泛认可，使其成为质子交换膜燃料电池（PEMFC）的首选材料，特别是在汽车应用中。汽车行业对能够在 120 °C 温度下可靠运行的 PEMFC 膜的需求显着增长。

这种推动力是由对更高效率、更好耐受性的渴望推动的。杂质（例如重整油中的 CO）和整个系统的简化，包括在反应气体很少或没有加湿的情况下运行的能力。传统的 Nafion 膜（最著名的 PFSA 示例）在超过 100 °C 时开始失去机械完整性，并且在脱水时质子电导率急剧下降。

• Nafion 的质子电导率高度依赖于其含水量（以每个磺酸基团的水分子数 λ 表示）。例如，在 λ 22， 电导率可达到大约 0.15 S cm⁻1，，但当 λ 减小到 14 时，电导率急剧下降至 0.06 S cm⁻1 左右。 为了保持足够的水合作用和电导率，基于 Nafion 的 PEMFC 通常限制在低于 100 的工作温度°C。

然而，在如此低的温度下运行会带来自己的c挑战，包括由于液态水过多和排热较差而导致的阴极洪水。这些限制凸显了对能够在低湿度条件下100°C以上有效运行的质子交换膜的明确需求。尽管进行了广泛的研究，但很少有高温质子交换膜燃料电池系统达到商业成熟度。

燃料电池用膜材料通常分为五类：全氟离聚物、部分氟化聚合物、具有芳香烃主链的非氟化膜（磺化聚醚醚酮）、非氟化烃聚合物和酸碱混合物。其中，全氟磺酸 (PFSA) 聚合物由于其在完全湿润条件下出色的化学稳定性和质子传导性能，仍然是 PEMFC 膜最常用和基准材料。

关键要点

• PFSA预计到 2034 年，膜市场将从 2024 年的 1.819 亿美元增长到 3.227 亿美元，2025 年至 2034 年期间的复合年增长率为 5.9%。
• 按厚度细分，20 至 20 50 微米在 2024 年以47.2%份额领先。
• 在应用细分领域，乘用车在 2024 年以59.8%份额占据主导地位。
• 亚太地区以42.9%市场份额领先，价值美元7800 万个。

通过厚度分析

由于平衡的耐用性和质子传导性，20 至 50 微米占据主导地位，占47.2%。

2024 年，20 至 50 微米占据主导市场在全氟硫的厚度分析部分中的位置用于燃料电池市场的强酸（PFSA）膜，占有47.2%份额。此厚度范围在机械强度和离子传输之间提供了稳定的平衡，有助于提高燃料电池的使用寿命和多种车辆形式的效率，从而增强用户的信心和采用率。

20微米以下的厚度由于其轻质结构和潜在的能源效率改进而受到关注。这种更薄的膜针对先进的车辆工程，其中紧凑的电池结构至关重要。然而，与中等厚度产品相比，耐久性挑战和耐化学性限制减缓了更广泛的商业化，但研究合作仍在继续以提高性能。

50 至 150 微米专注于重型可靠性，在恶劣的振动和温度环境中提供更高的机械稳定性和更长的操作周期。该部分适合商业和高负载系统，其中膜更换成本和服务能够生活是至关重要的。尽管较厚的材料会稍微降低质子交换速度，但它们支持长期运行可靠性。

150 微米以上仍然是服务于极端耐用性超过效率曲线的专业和实验系统的利基领域。它吸引了专注于远程和高负载储能集成的原型开发人员的兴趣。制造商继续评估工业装备，但由于可扩展性有限和传导率较低，采用率仍然很低。

通过应用分析

乘用车在城市清洁交通采用率不断上升的支持下占主导地位，59.8%。

2024 年，乘用车占据主导市场在燃料电池市场全氟磺酸 (PFSA) 膜的应用分析领域中占据领先地位，占有 59.8% 的份额。由于清洁出行的选择，需求增加、政府激励措施以及对零排放个人交通的兴趣。 PFSA 膜支持紧凑集成、快速响应和长周期可靠性。

随着各行业探索用于物流、公共汽车和市政交通的氢动力车队，商用车辆的使用逐渐扩大。 PFSA 膜有助于实现长途和连续使用车辆所需的一致高负载电力传输。部署改善了机队的可持续性计划，正在进行的试点项目塑造了长期的扩展前景。

另一类涵盖研究、国防、材料测试和定制燃料电池平台。在技​​术实验和可行性验证项目的推动下，采用规模仍然较小，但具有创新性。这些用户利用 PFSA 进行原型培训和下一阶段的工业探索，有助于加强未来的应用多样化。

主要细分市场

按厚度

• 20微米以下
• 20至50微米
• 50至150微米
• 150微米以上

按应用

• 乘用车
• 商用车
• 其他

新兴趋势

氢迁移浪潮正在重塑 PFSA 燃料电池膜

全氟磺酸 (PFSA) 膜的一个明显的新兴趋势是它们从利基实验室材料迅速转变为氢迁移和大型清洁能源项目的主力。各国政府正在用实际数字支持氢计划，这些项目中的每个燃料电池堆都依赖于高性能质子交换膜，其中 PFSA 仍然是参考材料。

• 例如，欧盟氢战略的目标是40 GW可再生氢电解槽和1000万吨可再生氢产量。这些目标已写入绿色协议下的欧盟政策和 REPowerEU 框架，表明工业和运输领域对 PEM 燃料电池和相关 PFSA 膜的长期需求。

国际能源署 (IEA) 估计，如果已宣布的项目继续进行，电解槽装机容量可能会达到230-520 GW，高于1.4 GW。这些基于 PEM 的系统使用与燃料电池非常相似的 PFSA 膜，因此扩大绿色氢生产直接支持更高的 PFSA 需求，并鼓励更薄、更耐用和更高温度等级的创新。

驱动因素

政府支持的氢基础设施燃料 PFSA 膜需求不断增加

全氟磺酸 (PFSA) 膜需求增加的一个关键驱动因素是政府大力推动氢燃料电池建设生态系统，特别是加氢基础设施和清洁氢生产中心。在美国，美国部门美国能源部 (DOE) 报告称，截至 2024 年，共有 54 个可供公众使用的加氢站，其中超过 20 个处于规划或建设阶段。

• 这些加氢站至关重要，因为由质子交换膜燃料电池 (PEMFC) 驱动的车辆（依赖于 PFSA 膜）需要频繁加氢，并且只有在基础设施存在的情况下才能扩展。美国能源部还支持区域清洁氢中心计划，该计划获得约70亿美元资金支持，旨在在美国多个地区创建清洁氢生产、储存和分配网络。

与此同时，加利福尼亚州等州正在部署燃料电池公交车：例如，交通与环境中心以及 ARCHES 清洁氢中心计划下的合作机构旨在部署超过 1,000 辆燃料电池公交车未来 5-8 年内，13 个交通机构将使用燃料电池电动公交车 (FCEB)。

限制

对 PFSA 膜的监管压力

在燃料电池中采用全氟磺酸 (PFSA) 膜的一个主要限制是围绕含氟化合物的严格监管环境，特别是更广泛的 PFAS（全氟烷基物质和多氟烷基物质）家族中的监管环境。在欧盟，欧洲化学品管理局 (ECHA) 发布了一项涵盖 PFAS 所有非必要用途的限制草案。

这意味着依赖含氟聚合物化学品的 PFSA 膜制造商面临着长期原材料获取、合规成本、潜在重新配方和供应链中断方面的高度不确定性。例如，限制档案指出，含氟聚合物供应链可能需要调整，交货时间可能会增加。

从成本角度来看，较早的研究和行业评论表明，质子交换膜燃料电池 (PEMFC) 系统（其中 PFSA 膜是一个关键因素）的组件，已经有很高的成本障碍。一项技术成本分析表明，PEMFC 模块成本接近200 kW⁻1美元。

机遇

食品行业向零排放物流转型

燃料电池中全氟磺酸 (PFSA) 膜的一个关键增长因素是食品和农产品供应链的加速推动物流脱碳和支持基础设施。食品系统视角尤其重要，因为据估计，农业食品系统约占人为温室气体排放总量的三分之一。

为了履行其净零排放承诺，许多大型食品组织和供应链参与者正在探索用于卡车运输、现场燃料电池备用电源和清洁氢气供应的燃料电池电动汽车 (FCEV)。由于 FCEV 经常依赖质子交换膜燃料电池 (PEMFC)，因此对高性能 PFSA 膜的需求与日俱增。

• 从数字角度来看，全球对氢气的需求达到9700万吨（Mt），增长了2.5%。虽然目前大部分氢气用于炼油和化学品，但其向物流和运输（包括食物链用例）的扩张标志着更广泛的转变。各国政府正在引入框架来扩大氢燃料物流规模，从而推动 PFSA 膜等上游组件的发展。

区域分析

亚太地区在燃料电池用 PFSA 膜市场中占据主导地位，市场份额为 42.9%，价值78.0 美元百万

在亚太地区，燃料电池汽车、固定式清洁能源系统和政府支持的氢转型计划的采用加速了对优质膜材料的需求。该地区的份额为42.9%，价值为7800万美元反映了更强大的制造基地、技术本地化和不断增加的基础设施投资。

在清洁交通试点、氢燃料网络的稳步扩大以及以研究为重点的膜耐久性方面的进步的推动下，北美正在获得稳定的牵引力。对脱碳和清洁能源模式的战略支持增强了技术商业化。对重型运输和航空航天应用的需求正在增加。

欧洲仍然是政策驱动的氢经济框架的积极参与者，特别是在工业能源再利用、海事技术和碳中和产业集群方面。该地区专注于先进的膜性能、循环生产方法以及与可再生电解平台的集成。

中东和非洲地区正在见证由国家氢路线图和能源多元化计划主导的初步采用，特别是在海湾合作委员会国家。燃料电池技术在国内可再生能源支持的长期碳中和计划中越来越受到关注。

美国通过联邦创新拨款、国防相关能源存储应用和清洁卡车运输转型议程表现出了浓厚的兴趣。公私合作创新中心正在促进 PFSA 膜效率、寿命延长和下一代清洁燃料系统集成。

重点地区和国家

北方美国

• 美国
• 加拿大

欧洲

• 德国
• 法国
• 英国
• 西班牙
• 意大利
• 欧洲其他地区

亚洲太平洋地区

• 中国
• 日本
• 韩国
• 印度
• 澳大利亚
• 亚太地区其他地区

拉丁美洲

• 巴西
• 墨西哥
• 拉丁地区其他地区美国

米ddle 东非和非洲

• 海湾合作委员会
• 南非
• 中东和非洲其他地区

燃料电池公司的关键全氟磺酸 (PFSA) 膜Insights

AGC 定位为先进氟化物材料的全球主要供应商，其 PFSA 膜战略体现了对可靠性以及与燃料电池 OEM 的长期合作伙伴关系的关注。该公司利用其更广泛的含氟聚合物和玻璃化学能力来微调膜的耐用性、质子传导性和化学稳定性，帮助汽车制造商和固定式燃料电池制造商提高电堆寿命并降低总拥有成本。

科慕凭借数十年的离聚物和含氟聚合物专业知识，仍然是 PFSA 膜领域的参考点。到 2024 年，其战略重点是扩展高性能膜，使其能够能够承受苛刻的汽车和重型循环，同时还解决全球客户的成本和供应安全问题。科慕能够将材料开发与更严格的排放规则和氢路线图结合起来，使其牢固地融入下一代燃料电池计划。

山东恒逸新材料科技有限公司是中国日益重要的 PFSA 供应商，受益于国内对燃料电池汽车和氢基础设施的投资。该公司专注于提供符合当地 OEM 性能基准的具有成本竞争力的膜，从而帮助中国减少对进口材料的依赖。它对区域标准的响应能力和快速的商业化时间表使其成为亚洲氢价值链的战略合作伙伴。

苏州信瑞新材料以强大的研发角度瞄准PFSA市场，强调针对特定燃料电池架构和运营商的定制膜配方。荷兰国际集团的条件。通过与堆栈集成商密切合作，该公司旨在平衡移动和固定用途的电导率、机械强度和耐化学性。这种应用驱动的方法使苏州新科成为日益重视定制 PFSA 解决方案的市场中灵活、以创新为导向的参与者。

市场上的主要参与者

• AGC
• 科慕
• 山东恒逸新材料科技有限公司
• 苏州新科新材料
• ULTRANANOTECH PRIVATE有限公司
• Vritra Technologies
• 其他

最新进展

• 2024年，日产化学网站上的能源材料开发公司旗下，他们正在开发不含PFAS的离聚物，用于水电解和燃料电池装置的催化剂层。这表明该公司活跃于氢/燃料电池材料领域，并明确放弃使用 PFAS 化合物转变为不含 PFAS 的离聚物。
• 2025 年，Croda Beauty（禾大旗下子公司）宣布，它已经提供不含 PFAS 的肽，并致力于将其整个肽系列转变为不含 PFAS 的状态。他们明确指出在肽合成过程中消除了三氟乙酸 (TFA) 等物质。