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PEM电解槽催化剂材料市场 尺寸和份额 2026-2035

报告 ID: GMI16468
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发布日期: September 2026
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PEM 电解槽催化剂材料市场规模

2025年,全球 PEM 电解槽催化剂材料市场规模为1.455亿美元,预计2026年将达到2.18亿美元,到2035年将增至约17亿美元;2026年至2035年的复合年增长率(CAGR)为25.3%。

PEM电解槽催化剂材料市场核心要点

2025年市场规模
1.455亿美元
2026年市场规模
2.18亿美元
2035年市场规模预测
17亿美元
复合年增长率(CAGR)(2026—2035年)
25.3%
区域市场主导地位
最大市场
欧洲
增长最快的地区
拉丁美洲
主要企业
  • 市场领导者:Johnson Matthey plc 以2025年超过18%的市场份额位居领先地位。

  • 领先企业:该市场的前五大企业包括Johnson Matthey plc、Heraeus Precious Metals GmbH & Co. KG、Umicore N.V.、TANAKA Precious Metals、Chemours Company,这些企业在2025年合计占据63%的市场份额。

2022年至2025年的历史期录得高达73.2%的复合年增长率(CAGR),反映出 PEM 电解技术早期商业化进程迅速,以及系统制造商首次大规模采购贵金属催化剂材料。

PEM 水电解采用紧凑的酸性固体聚合物膜结构,因此两个电极都必须使用铂族金属(PGM)。在阳极,氧化铱(IrOx)——部分配置中还会使用铱钌混合氧化物——在 PEM 运行特有的腐蚀性高电位环境中,催化电化学反应要求较高的析氧反应(OER)。在阴极,负载于碳载体上的纳米分散铂促进析氢反应(HER)。这些催化剂材料以无载体粉末、碳载粉末或配制好的催化剂墨水和分散液的形式采购,最终集成到催化剂涂层膜(CCM)或多孔传输电极中,构成每个电解槽堆的电化学活性核心。

按体积计量时,催化剂材料层以公吨计的铂族金属(PGM)用量表示,是单位已安装电解槽产能中价值最高的成本项目之一。按照目前最先进技术水平下每平方厘米活性面积约1至2毫克的铱负载量计算,相当于每吉瓦已安装 PEM 产能约需400千克铱;催化剂物料成本在电堆层面的资本支出中占据相当大的比重。[1] 这一成本强度,加上全球每年约7至7.5公吨且高度缺乏弹性的原生铱供应,使催化剂材料既带来商业机遇,也构成 PEM 扩大规模的战略制约因素。[2]

全球电解槽部署速度显著加快。国际能源署(IEA)估计,end-2023的已安装电解产能约为1.4吉瓦,到end-2024预计将升至5.2吉瓦;截至2030年,所有电解技术的已公布项目储备总量约达520吉瓦。PEM 技术在这一项目储备中的占比不断提高,尤其是在欧洲,监管机构已明确优先考虑 PEM 与间歇性可再生电力相结合的适用性。到mid-2025,欧洲已安装的水电解电力产能达到571兆瓦,2024年6月至2025年6月间增加了一倍以上。全球电解槽制造产能从2023年的每年25吉瓦增至2024年预计的每年41吉瓦,预计到2030年将超过每年165吉瓦。这一产能扩张直接支撑了基础催化剂材料市场的增长前景。

GMI 分析师观点

2026—2035年的25.3%复合年增长率(CAGR)掩盖了增长状况的两极分化:到约2028年,短期增长可能仍受项目投产延迟、铱供应紧张,以及在大多数工业应用场景中绿氢相较于化石燃料制氢的成本竞争力尚未得到解决等因素制约。国际能源署(IEA)《2024年全球氢能回顾》指出,2023年低排放氢需求增长近10%,但仅占氢总需求的不到1%。这一差距是理解当前市场规模最重要的背景——2025年的1.455亿美元反映了真实存在但仍处于商业化前期的需求信号,而非广泛的工业替代。CAGR曲线中更陡峭的增长阶段将从2020年代后期开始显现:在现行的IPCEI、IRA及各国氢能战略框架下投产的大型绿氢项目,将开始需要持续补充催化剂;同时,随着电解槽制造平台日益标准化,催化剂采购将从逐个项目采购转向与供应商建立持续合作关系。市场收入走势还受到铱负载量降低的影响——未来十年,每瓦装机容量所需的铱毫克数若持续下降,即使销量增长加快,也会压低每吉瓦对应的收入。其总体结果是,收入增长落后于按吉瓦计的增长,因此2035年17亿美元的估值属于审慎预测,而非激进预测。

本报告以需求端收入为口径,按百万美元计,涵盖2022年至2035年全球PEM电解槽催化剂材料市场,包括所有终端应用和地区的PEM水电解槽所消耗的阳极(OER)和阴极(HER)催化剂材料及成型产品——CCM和多孔传输电极。

主要增长驱动因素

驱动因素对复合年增长率预测的影响百分比地理相关性影响时间线
加快实施的绿氢政策要求及GW级电解槽目标~35%欧洲(EU RED III、IPCEI)、德国(10 GW目标)、美国(IRA、H2Hubs、《两党基础设施法》)、日本、韩国、沙特阿拉伯近期至中期,2025—2030年;具有约束力的要求形成采购项目储备,并明确规定投运日期
可再生电力成本下降推动PEM电解槽需求增长~28%全球范围内,近期在中东、伊比利亚、智利和澳大利亚最为显著;到2030年扩展至北美和中欧近期至长期,2025—2035年;随着太阳能光伏平准化度电成本(LCOE)接近多个地区的成本下限,这一趋势将持续
工业脱碳推动以绿氢替代灰氢原料~22%欧盟(氨、炼油、化工)、美国(墨西哥湾沿岸炼油走廊)、日本(钢铁和氨)、中国(煤气化替代目标)中期至长期,2027—2035年;工业规模绿氢枢纽投运将推动需求阶跃式增长

1. 绿氢政策要求不断加强,吉瓦级电解槽目标加速推进

近期推动PEM催化剂材料需求的最重要因素,是各国和地区将净零承诺转化为具有法律约束力的电解槽部署目标,并以资本激励措施提供支持。欧盟修订后的《可再生能源指令》(RED III)于2023年生效,对非生物来源可再生燃料(RFNBO)——包括可再生氢——设定了具有约束力的目标,要求到2030年,欧盟工业消耗的氢中有42%来自可再生能源。[3]这一立法依据与欧盟REPowerEU计划中到2030年实现40吉瓦电解槽产能的更广泛目标相结合,为催化剂材料供应商带来了明确的多年采购信号。欧盟电解槽合作伙伴关系另行设定目标,计划到2025年将欧洲电解槽年制造产能提升至17.5吉瓦;这一目标直接带动MEA和CCM的生产需求,并沿产业链向上游传导至铱和铂催化剂供应商。

德国更新后的《国家氢能战略》将国内电解槽目标翻了一番,从5吉瓦提高至2030年至少10吉瓦,并计划配套建设氢能运输基础设施,到2027—2028年建成超过1,800公里的管道。[4] 德国政府对欧洲共同利益重要项目(IPCEI)氢能项目的支持包括新增最高500兆瓦专用电解产能,初期重点是为工业用户供应高纯度绿氢。截至end-2024,德国实际安装的电解槽容量为114兆瓦;到2025年,已有185兆瓦投入运行,另有1.1吉瓦在建。产能建设的进度直接决定催化剂消耗,而庞大的项目管线使德国成为欧洲近期最大的单一国家催化剂需求来源。

在美国,《两党基础设施法》拨款10亿美元用于清洁氢电解计划,目标是推动成本下降,使氢气成本到2026年降至每千克2美元。美国能源部(DOE)的区域清洁氢能中心计划正在向七个中心投入资金,其中,与可再生能源耦合的生产节点主要选择质子交换膜(PEM)电解技术。到2024年,美国电解槽计划建设或已安装的总容量达到4.5吉瓦,其中1吉瓦为2023年以来新增。《通胀削减法案》为清洁氢能提供的生产税收抵免进一步提升了早期投资绿氢资产的经济吸引力,带动PEM电解槽堆投运及相关催化剂采购。

除欧洲和美国之外,日本的氢能路线图、韩国到2040年实现年产264万吨氢气的目标、中国“十四五”规划中的氢能目标,以及沙特阿拉伯到2030年实现绿氢年产量120万吨的目标,共同构成全球政策框架,为市场25.3%的复合年增长率(CAGR)提供支撑。因此,催化剂市场的收入增长并非推测,而是建立在获得公共资金支持并受监管要求推动的已承诺项目管线之上。

2. 可再生电力成本下降推动PEM电解槽需求增长

PEM电解制绿氢的经济可行性直接取决于可再生电力成本,该成本占氢气平准化生产成本的70%—90%。太阳能光伏和风电成本持续下降且降幅不断扩大,逐步改善了绿氢项目的经济性,降低了可再生电力价格达到何种水平时绿氢才有望与灰氢替代方案形成成本竞争所需的门槛。

2024年,全球新建公用事业规模陆上风电项目的加权平均平准化电力成本(LCOE)为每千瓦时0.034美元,太阳能光伏为每千瓦时0.043美元,均显著低于新建化石燃料发电的成本。国际可再生能源署报告称,2024年所有新投运的公用事业规模可再生能源装机中,有91%所供电力的成本低于最便宜的新建化石燃料替代方案;可再生能源当年还避免了4,670亿美元的化石燃料成本。2010年至2024年,太阳能光伏的总安装成本从每千瓦约4,731美元降至691美元,降幅超过85%;陆上风电的总安装成本则下降了55%。

这些成本下降会直接传导至PEM电解槽需求:在可再生能源资源丰富的地区,当电价低于约每千瓦时0.03–0.05美元时——这一水平已在中东、智利、澳大利亚和伊比利亚的部分地区实现——PEM电解制氢的平准化成本可降至每千克2–4美元,开始足以与天然气价格波动地区的灰氢生产成本相抗衡。彭博新能源财经(BloombergNEF)预计,清洁电力技术成本将在2025年继续下降2%–11%,到2035年,清洁技术的平准化度电成本(LCOE)预计还将进一步下降22%–49%。这一持续数十年的成本下降趋势支撑了2035年的市场预测终值;即使近期部署未能达到最雄心勃勃的政策目标,也印证了预测复合年增长率(CAGR)的合理性。

具体到催化剂材料市场,较低的可再生能源电力成本不仅会增加电解槽总体部署量,扩大可服务市场,还会改变项目经济性:在负荷跟踪能力足以抵消每千瓦更高催化剂成本的应用中,成本变化有利于PEM电解,而非碱性电解。随着许多地区的可再生能源电力从高价投入转变为被弃用的过剩电力,PEM已证明其能够应对快速的功率变化,因此在可再生能源与电解槽共址配置中具有更优的运营表现,直接推动阳极和阴极催化剂需求增长。

3. 工业脱碳推动以绿氢替代灰氢原料

2023年全球氢气需求约为9,700万吨,预计到2024年将接近1亿吨,其中几乎全部由未减排的化石燃料生产,主要采用蒸汽甲烷重整和煤气化工艺。化工和石化行业的氢气需求占比最大,氢气在该行业用作合成氨、生产甲醇及石油炼制加氢裂化的原料。这一现有需求基础为绿氢市场增长提供了最直接且商业确定性最高的路径:替代现有灰氢消费——相关基础设施、操作经验和监管框架均已具备——无需承担开发新终端市场的成本。

欧盟政策正通过《可再生能源指令 III》(RED III)中的非生物来源可再生燃料(RFNBO)强制要求,直接推动这一由灰氢向绿氢的替代。该要求规定,到2030年,欧洲工业用户所消耗的氢气中,42%须来自可再生能源。氨生产行业2023年全球氢气消费量约为3,500万吨;在该行业中,与蒸汽甲烷重整制氢相比,电解制氢可使从原料到厂门的排放减少约85%。在炼钢领域,绿氢可用于直接还原铁矿石,实现工艺过程二氧化碳排放近零。瑞典Stegra工厂已展示了这一做法:该厂利用水电驱动的PEM电解制取绿氢,用于基于直接还原铁(DRI)的炼钢。这些工业替代应用的投产时间表明确,氢气消耗量已知,且与工业气体和催化剂供应商已建立采购关系,因此可为PEM催化剂市场提供可靠的中长期需求支撑。

国际能源署(IEA)预计,在当前政策支持下,到2030年,低排放氢需求可能达到每年600多万吨。尽管这一数字远低于《净零排放情景》中2030年所需的6,500万吨,但与2023年低于100万吨的低排放氢产量相比,仍增长了十倍。化工和石化行业的终端用户已拥有庞大的现场制氢需求,是资本效率最高的早期采用者;2025年,这类终端用户在催化剂材料市场中的份额为31.1%,直接反映了这种结构性契合。

4. PEM 电解槽相较碱性电解槽的效率与动态响应优势

PEM 电解槽具备一些运行特性,使其成为需要快速负荷调节、高压输出或紧凑系统占地面积的应用场景中的首选技术。在动态运行条件下对碱性(ALK)系统和 PEM 系统开展的直接对比研究显示,PEM 制氢能耗为每标准立方米4.1–4.3 kWh,而碱性系统为每 Nm³ 4.6–4.8 kWh,表明在电流密度相同的情况下,PEM 具有显著的效率优势。在动态响应方面,PEM 系统的电流爬升速率为每秒90%,而碱性系统为每秒70%;在可比条件下运行时,PEM 系统的冷启动时间约为40秒,碱性电解槽则约为175秒。此外,PEM 系统在负荷降至额定负荷约10%时仍可运行,而碱性系统约为40%,因此能够更紧密地适应可变可再生能源的发电曲线。

这项技术优势直接扩大了 PEM 相较于碱性技术在可再生能源并网应用中的可服务市场,包括电网级储能、电转气和分布式现场发电。在这些应用中,动态响应能力和紧凑性比碱性技术较低的资本成本更为重要。欧洲已明确采用这一技术路线:截至2024年初,在以接入可变可再生能源为目标的欧洲新建电解槽项目中,PEM 已成为主流技术选择,而碱性技术则主要用于工业基荷应用。技术组合的这一转变进一步扩大了催化剂材料市场的机遇,因为单位面积的 PEM 所需贵金属催化剂约为碱性技术的三至四倍,而这些催化剂只能由少数铂族金属(PGM)供应商及加工精炼商提供;他们必须能够供应符合电解槽堆制造商对纯度、粒径和电化学性能要求的催化剂。

主要制约因素

制约因素对复合年增长率(CAGR)预测的影响(%)地理相关性影响时间范围
铱供应短缺~-12%全球;欧洲和美国的情况尤为严峻,当地大型质子交换膜(PEM)项目正在投产;生产风险集中于南非(占全球供应量的80%以上)近期至中期,2025—2030年;从2030年起,回收利用和降低负载量将逐步减轻影响
贵金属负载量要求高~-8%全球;在拉丁美洲、中东和非洲(MEA)等新兴市场尤为制约发展,这些地区的补贴框架尚处于起步阶段,项目经济性对资本密集度更加敏感近期至中期,2025—2028年;如果经商业规模验证,美国能源部(DOE)和欧盟(EU)的研发(R&D)负载量目标将部分减轻影响

1. 铱供应稀缺

全球原生铱产量约为每年7至7.5公吨,自2019年以来基本保持稳定。铱几乎完全作为铂族金属采矿的次要副产品开采,来源地为南非布什维尔德杂岩体;该地区约占全球供应量的80%–85%,津巴布韦和俄罗斯则贡献了其余部分。供应受限的根本原因在于地球化学条件:铱在地壳中的含量约为百万分之0.001,不会形成可独立开采的矿床,其产量取决于原生铂和钯开采的经济性,而非铱本身的需求。庄信万丰的年度铂族金属市场报告显示,无论需求如何变化,过去十年原生铱供应量始终在每年约6.2至8.5公吨的狭窄区间内波动。

在这一固定供应量下,按照当前商业化先进负载水平,PEM 电解每吉瓦已安装产能约需400千克铱。若按当前负载水平实现国际能源署(IEA)《既定政策情景》中到2030年约80吉瓦的PEM电解产能目标,PEMWE行业到2030年将需要32至40公吨铱,是当前年度原生供应量的4至5倍。亚琛工业大学(RWTH Aachen University)的一项同行评审分析对全球PEM电解部署进行了建模,结果发现,在保守的建设轨迹下,从大规模部署启动至2031年,累计铱需求可能超过供应,形成约4.5公吨的短缺;弥补这一缺口需要供应量平均每年增长7.5%。鉴于铱是伴生产物,这实际上几乎不可能实现。

这一供应限制构成了PEM催化剂市场增长速度的物理上限,而非绝对障碍。降低铱负载量的计划——目标是到2030年代初将每瓦已安装产能的铱用量从当前0.34至2.0 mg/W降至0.1毫克以下——以及对报废催化剂材料进行闭环回收,是能够使PEM部署速度摆脱对原生铱供应依赖的两项系统性举措。世界铂金投资协会(World Platinum Investment Council)预计,当负载量达到低于0.1 mg/W的目标后,回收PEM电解槽堆(生命周期为7至10年)所产生的二次铱供应预计从约2030年起将变得可观。在这些负载量削减措施经商业规模验证、回收基础设施趋于成熟之前,铱的稀缺将限制市场的上行情景,并给计划建设吉瓦级电解槽装置的项目开发商带来实质性的采购风险。

2. 贵金属负载量要求高

按照当前商业标准,阳极的氧化铱负载量与阴极的铂负载量合计,是膜电极组件(MEA)单位面积成本中占比最高的项目之一。美国能源部(DOE)公布的2022年两极总铂族金属(PGM)含量现状约为3.0毫克/平方厘米,2026年目标为0.5 mg/cm²,最终目标为0.125 mg/cm²。相应地,按每千瓦已安装产能计的铂族金属克数所对应的资本成本在2022年约为0.8 g/kW,2026年目标为0.1 g/kW。当前商业负载水平与这些目标之间仍存在显著差距;如何在达到目标的同时,不损害80,000-hour运行寿命内的耐久性,仍是一项正在积极研究且尚未解决的材料工程挑战。

从市场影响来看,较高的铂族金属负载量维持了支撑催化剂材料市场规模的每吉瓦收入比率,因此这一动态既是市场推动因素(单位价值高),也是制约因素(抬高电解槽系统资本支出,减缓新项目承诺的步伐)。按当前铱价计算,阳极催化剂的贵金属成本目前约占电解槽系统总成本的2.7%。对于评估项目的开发商而言,如果没有补贴,绿氢必须与灰氢竞争,而这一部件成本会影响项目的融资可行性。实际而言,催化剂材料供应商面临一项战略权衡:降低负载量会减少每吉瓦收入,但如果系统成本降幅足以释放新的项目类别,则有望扩大可触达的部署总量。

3. 催化剂制造规模化与质量控制

将MEA和CCM制造从适用于每年数百平方米活性面积的批次加工方法,转向吉瓦级供应链所需的卷对卷连续涂布,带来了质量控制方面的挑战,而业界才刚开始系统性地应对这些问题。将催化剂涂覆膜从5 cm²实验室电池放大至50 cm²商用电池的测试记录显示,性能会显著且非线性地下降——一项研究记录到,在催化剂负载量和组装条件相同的情况下,活性面积扩大十倍后,电流密度从1.8 V时的2.4 A/cm²降至1.73 A/cm²。这些不均匀性源于高速狭缝模头涂布或超声喷涂沉积过程中出现的涂层条纹、基材污染和催化剂分散不均;每一种情况都可能形成局部退化热点,降低效率并缩短使用寿命。

美国能源部(DOE)的先进制造计划已将催化剂沉积速率确定为当前制造业扩大规模过程中的限速因素:制约年产能向吉瓦级过渡的是前驱体沉积,而非合成化学。这些规模化障碍会直接增加项目开发商的交付时间风险,并限制市场增长所需的产能供应。尤其是在2025—2028年期间,预计项目投产需求将迅速攀升,而制造基础设施的可靠供应能力可能无法及时跟上。

GMI 分析师观点

铱资源稀缺与较高的铂族金属(PGM)负载量要求同时带来的压力,并不会改变市场的增长轨迹,而是会重塑这一轨迹。催化剂材料市场正进入一个充满张力的十年:部署推动销量增长,而降低负载量则压缩单位收入。最具实力的供应商——能够在降低铱负载量的同时保持耐久性目标、认证闭环回收工艺,并以卷对卷生产速度持续提供高质量大面积CCM的企业——即使市场本身不断扩大,也将获得结构性市场份额。那些仅依赖当前一代IrOx粉末配方、却没有差异化降负载路线图的企业,可能在2020年代末被挤出利润率较高的大尺寸CCM细分市场。因此,这些制约因素既是塑造市场的力量,也是限制增长的因素,并将加速市场整合,使市场集中于少数能够管理从精炼到成型产品完整价值链的垂直整合型铂族金属专业企业。

PEM电解槽催化剂材料市场细分市场分析

按催化剂材料划分

*阳极催化剂材料/OER——占收入的76.8%(2025年)*

2025年,阳极催化剂材料占PEM催化剂材料市场总收入的76.8%,这主要由三项结构性因素决定:析氧反应(OER)环境的电化学条件严苛,必须使用稀有且昂贵的铱族材料;单位面积的铱负载量要求大幅高于阴极侧的铂负载量;铱的每克价格则是铂的数倍。这些经济和技术现实使阳极催化剂成为催化剂材料价值链中成本和收入的主要来源,也是领先铂族金属专业企业实现竞争差异化的关键领域。

基于铱的催化剂是析氧反应(OER)材料中的主导细分品类。非晶氧化铱(IrOx)和晶态 IrO₂ 是成熟的商业标准,其优势在于既具备足够的 OER 催化活性,又能在 PEM 电解槽 60–80°C 的强氧化性低 pH 环境中保持出色的电化学稳定性。Johnson Matthey、Heraeus(Actydon | Ir 系列)和 TANAKA(TEC77100 和 TEC77110)等供应商的商业产品通常规定,铱的重量含量为 75% 至 86%,并根据所需的性能与耐久性权衡,将比表面积设定在 40 至 120 m²/g。[5][6]高活性非晶 IrOx 配方能够优化初始过电位,但在运行循环过程中衰减较快;晶态 IrO₂ 则牺牲部分初始活性以延长耐久性。随着客户对超过 80,000 小时的电堆寿命提出更高要求,这一权衡变得日益重要。美国能源部(DOE)2026 年的性能目标是:单电池在 1.6 V 下达到 2.0 A/cm²,且最大衰减率为每 1,000 小时 2.3 mV。这一目标构成了商业化门槛,下一代低负载催化剂必须达到这一标准。

基于钌的催化剂是商业化起步较晚但技术意义重大的细分品类,其发展动力来自钌在相近负载量下的 OER 本征活性优于铱。纯氧化钌在 PEM 运行所需的持续阳极电位下容易溶解且稳定性不足。Heraeus Precious Metals 与 Sibanye-Stillwater 合作开发,并于 2023 年 11 月宣布推出一种稳定的铱钌混合氧化物催化剂。该催化剂采用共沉淀氧化物合成方法,将钌的活性优势与铱的稳定性结合起来。据报告,与纯 IrOx 基准材料相比,该催化剂可节省 50%–90% 的铱,同时保持耐久性。这类混合氧化物配方代表了商业化阳极催化剂化学的前沿,目前正由欧洲电解槽原始设备制造商(OEM)进行商业化前评估。

非贵金属阳极催化剂——包括过渡金属氧化物、尖晶石和钙钛矿结构材料——在 PEM 电解领域仍完全处于商业化前阶段。其应用主要受限于在 PEM 电解槽的酸性氧化条件下稳定性不足;有效质子传导和气体分离所需的低 pH 环境,会使大多数非铂族金属(PGM)氧化物催化剂在运行数百小时内降解,而非数万小时。无铱催化剂的耐久性已在个别实验室环境中得到验证,包括 H2U Technologies 的 25,000-hour 测试,但截至 2025 年,尚无此类催化剂通过规模化商业电堆验证。

*阴极催化剂材料 / 析氢反应(HER)——2025 年收入占比为 23.2%*

与阳极催化剂相比,析氢反应(HER)阴极催化剂材料的贵金属负载量较低,电化学条件(还原环境)更有利,材料科学基础也更为成熟。尽管全球 PEM 电堆部署消耗了大量以公吨计的铂,这些因素共同作用,使 HER 催化剂在市场总收入中的占比较小。

铂基催化剂主要是分散在高比表面积炭黑上的铂纳米颗粒(Pt/C),是质子交换膜(PEM)阴极的行业标准。历史上,阴极的商用铂负载量为0.3至0.5 mg Pt/cm²,远低于阳极采用的1–2 mg Ir/cm²。Umicore、TANAKA和Ningbo Zhongke Cotrun等供应商提供Pt/C阴极催化剂,其铂含量为20–40 wt%,颗粒尺寸约为2–5纳米,经过优化,可实现最大的电化学活性表面积、较高的析氢反应(HER)活性,并能抵抗运行循环过程中的碳载体腐蚀。TANAKA近期将一种兼具析氧反应(OER)和气体复合(GRC)功能的催化剂推向商业化,进一步拓展了阴极结构的应用,以解决氢气穿过膜的问题;该催化剂可在不影响安全裕度的情况下使用更薄的膜,并荣获日本催化剂制造商协会颁发的2025年技术奖。

非贵金属阴极催化剂包括硫化钼、磷化镍以及负载于氮掺杂碳载体上的单原子催化剂。在实验室条件下,这些催化剂的HER活性已接近铂基准水平,但在PEM系统中的商业应用仍仅限于实验性配置。中国政府资助的项目明确将降低国内PEM电堆制造对PGM进口的依赖作为目标,该领域的研发势头强劲,但截至2025年,尚无此类催化剂实现商业化规模生产。

按产品划分

产品层面的细分反映了催化剂粉末原料转化为集成到PEM电堆中的功能性组件时所经历的增值制造环节。每一种下游产品形态的售价均高于上游粉末,体现了其所需的专门涂布、分散和层压加工工艺。

PEM电解槽催化剂材料市场,按产品划分,2022—2035年(百万美元)
PEM电解槽催化剂材料市场,按产品划分,2022—2035年(百万美元)

非负载型催化剂粉末属于基础大宗商品类别,包括供应给膜电极组件(MEA)制造商、催化剂涂覆膜(CCM)制造商和内部研发团队的散装IrOx、IrO₂及铂黑粉末。这类产品的单位PGM克重利润率最低,但潜在客户群最广。

碳载型催化剂粉末包括用于阴极的Pt/C,以及少数情况下使用的负载型铱体系。这类产品增加了碳分散加工环节,适用于制备催化剂墨水和涂覆电极。负载型铂在阴极催化剂供应中占主导地位;阳极采用碳载体负载铱在技术上仍较为复杂,因为碳会在高电位OER环境中发生腐蚀,因此大多数商用阳极催化剂仍为非负载型。

催化剂墨水和分散液是将催化剂粉末分散在离聚物溶液(通常为Chemours的Nafion)及混合溶剂中制成的稳定液体或膏状配方,作为可直接涂布的中间产品供应给CCM和聚合物电解质薄膜(PTE)制造商。墨水配方质量——包括颗粒分散稳定性、离聚物分布、溶剂组成和流变性能——直接决定涂层均匀性和MEA的电化学性能。由醇基催化剂墨水配方转向水基配方,是当前的重点开发方向,主要受连续制造环境中的安全和规模化要求驱动。

催化剂涂层膜(CCM)在2025年的收入份额为45.9%,是价值最高的产品类别。CCM将质子交换膜(通常为Nafion,因为目前尚无已知的适用于PEM水电解的替代材料)与精确涂覆的阳极和阴极催化剂层集成在单一多层结构中,构成每个PEM电解槽的电化学活性核心。CCM质量控制能力——即在大面积活性区域内以低于毫克级的精度均匀涂覆催化剂层的能力——是重要的技术差异化优势。Johnson Matthey、Greenerity(Toray旗下子公司)和TANAKA等专业供应商提供经过商业验证和认证的CCM组件,电解槽OEM可将其直接集成到电堆组件中,无需进一步进行电极加工。

催化剂涂层基材/多孔传输电极(PTE)是将催化剂层涂覆在气体扩散层或多孔传输层基材上,而非直接涂覆在膜上。PTE可为电堆组装提供更大的灵活性,并能降低操作过程中膜的机械应力。Umicore用于钛多孔传输层的PLATUNA®铂涂层工艺采用专有电化学沉积工艺,以sub-100-nanometer的厚度进行涂覆,无需使用有害的氢氟酸化学工艺。这项独特的PTE技术在维持电极与膜界面导电性的同时,减少了贵金属用量。

按应用划分

2025年,作为工业原料的绿氢是收入占比最高的应用,涵盖用于合成氨、甲醇生产和炼油厂加氢裂化的可再生氢生产。这些行业目前消耗了全球绝大部分氢气,欧盟RFNBO要求正推动其以可再生氢替代传统氢源。化工与石化终端用户31.1%的份额直接来自这一应用类别及其近期商业项目储备。

电转气和电网级储能包括利用PEM电解将过剩的可再生电力转化为氢气,并将其注入燃气管网、用于地下储存或重新转化为电力。随着电网运营商寻求电池系统以外的季节性储能方案,这类应用在德国、英国和加利福尼亚州不断增长。PEM已展现出的动态响应优势,使其成为吸收瞬时弃电的首选技术。

交通运输用氢供应涵盖为燃料电池汽车生产气态和液态氢,尤其是用于重型卡车、列车和海运应用的氢气。截至2025年,与工业原料应用相比,这一细分领域的发展程度较低,但随着欧洲、日本、韩国和加利福尼亚州的加氢基础设施不断扩展,该领域正在增长。

分布式和现场制氢包括安装在工业场所、研究设施、国防设施和分布式公用事业应用中的小型PEM电解槽。这类应用持续带动催化剂材料需求,但批量较小,产品规格也更加多样。

按终端用户行业划分

能源与发电领域涵盖公用事业企业和能源开发商部署PEM电解,与风能或太阳能资产配套生产绿氢,或提供电网平衡服务。随着Accelera、Nel和Siemens Energy在全球赢得数百兆瓦级项目,这一细分领域正在快速增长。

PEM电解槽催化剂材料市场按终端用户行业划分的收入份额(2025年)
PEM电解槽催化剂材料市场按终端用户行业划分的收入份额(2025年)

化工与石化是最大的终端用户细分市场,2025年占比为31.1%。为满足 RFNBO 要求而寻求氨生产的制造商、甲醇生产商,以及面临脱碳压力的炼油厂,是核心买家。化工厂邻近大型可再生电力资源,尤其是在中东和拉丁美洲,这使该细分市场成为近期最具商业可行性的吉瓦级 PEM 部署路径。

随着加氢处理、基于 DRI 的炼钢等氢密集型工业流程日益面临原料脱碳的监管压力,石油炼制和钢铁生产领域正在增长。瑞典的 Stegra 工厂代表了绿氢赋能 DRI 炼钢的商业化前沿,全球还有数十个项目处于可行性研究或前端工程设计(FEED)阶段。

汽车与出行领域采购氢气,用于燃料电池汽车加氢基础设施。该细分市场目前对 PEM 电解槽的需求低于工业原料应用,但随着欧洲和东亚的重型燃料电池汽车部署加快,其增长潜力巨大。

科研、政府和国防领域支撑着特种催化剂产品和定制 MEA 配方的需求,应用范围涵盖实验室规模的氢气生产、国防能源安全计划和国家实验室测试平台。

GMI 分析师观点

CCM 的主导产品地位——收入份额达45.9%——表明,PEM 催化剂材料市场的价值创造核心已从大宗粉末供应转向集成化、质量有保障的膜电极组件。这一结构性变化对竞争定位影响重大:掌握 CCM 制造能力的供应商在产业链中占据利润率最高的环节,能够向客户提供经过认证和测试的组件,并通过针对特定电堆的 MEA 认证项目建立转换成本;这类项目可能需要12至24个月才能完成。缺乏 CCM 能力的粉末供应商主要依靠铂族金属(PGM)含量和价格参与竞争;随着市场成熟、客户整合供应关系,这一结构性竞争地位将日趋弱势。未来十年,垂直整合可能进一步加深:大型粉末供应商可能收购 CCM 制造商或投资内部 MEA 生产,一些电解槽 OEM 也可能评估将催化剂材料生产纳入内部,以控制质量和成本。2025年,化工与石化终端用户细分市场以31.1%的占比居于主导地位,这既反映出该领域近期需求最具商业可融资性,也表明其在长期承购谈判中最可能对价格敏感,由此形成的定价压力将使那些既能保障供应安全,又能提供降本路线图的供应商受益。

PEM 电解槽催化剂材料市场区域分析

北美——占2025年收入的28%

2025年,北美约占全球 PEM 催化剂材料市场收入的28%,这得益于美国全面的绿色氢能政策体系。IRA清洁氢生产税收抵免、10亿美元的美国能源部(DOE)清洁氢电解计划,[7]以及七个区域清洁氢能中心,共同构成了非欧洲地区中最全面的氢能政策工具体系。截至2024年,美国已规划和建成的电解槽总产能达到4.5吉瓦,其中仅2023年新增产能就达1吉瓦。Linde位于纽约州尼亚加拉瀑布城的35 MW PEM电解槽设施由Accelera by Cummins供应设备,并采用水力发电供能,于2025年9月投产。这一设施展示了商业规模的PEM项目如何直接使用主要PGM供应商提供的CCM和催化剂材料。加拿大通过与水电相结合的电解项目,以及与美国IRA相类似的投资税收抵免框架,为区域市场作出贡献;Chemours(Nafion膜)和Johnson Matthey(PGM催化剂和CCM)则是北美电解槽系统制造商主要供应关系中的核心企业。

美国PEM电解槽催化剂材料市场规模,2022—2035年(百万美元)
美国PEM电解槽催化剂材料市场规模,2022—2035年(百万美元)

欧洲—38%(5,530万美元),复合年增长率(CAGR)21.5%

2025年,欧洲是最大的PEM催化剂材料区域市场,收入为5,530万美元,占全球市场份额的38%;预计至2035年,复合年增长率(CAGR)将达到21.5%。欧洲市场的深厚基础,源于其在可再生氢能领域的监管领先地位,以及领先的PEM技术和催化剂材料企业的集中布局。德国到2030年实现10 GW电解槽产能的目标、欧盟40 GW的目标,以及IPCEI Hy2Tech和Hy2Infra框架,共同催生了全球规模最大的电解槽组件系统化采购项目储备。截至mid-2025,欧洲水电解装机容量达到571兆瓦,较此前12个月增长一倍以上;2025年,德国和丹麦投运了首批50兆瓦以上规模的PEM系统。[8]

德国是最大的单一国家市场,其发展由国内10 GW目标、参与IPCEI以及电解槽OEM制造集中布局所推动。BASF于2025年3月在路德维希港投产54 MW PEM电解槽,这是当时德国规模最大的PEM装置,直接采用了欧洲PGM专业企业提供的CCM和催化剂材料。法国拥有大型项目,包括Air Liquide的200 MW Normand'Hy装置(Siemens Energy电解槽堆于2025年9月交付)。西班牙正按照Cepsa的2 GW 2030年计划推进发展;2024年5月,Siemens Energy签约为安达卢西亚绿色氢能谷提供100 MW PEM产能。英国拥有重要的本土电解槽制造基础。意大利和欧洲其他地区则在欧盟创新基金支持的项目及国家氢能战略推动下不断发展。

亚太地区—2025年4,070万美元

2025年,亚太地区营收为4,070万美元。中国凭借电解槽装机电解产能主导区域市场——2025年,国内电解槽招标量约达3吉瓦——但这一市场基础高度集中于碱性电解技术,目前该技术占国内出货量的91%以上。随着对深度负荷跟踪和离网集成有要求的应用不断扩大,PEM在中国的市场份额正在增长。中国的PEM催化剂供应链在铱和铂前驱体方面仍部分依赖进口,因此亟需推进本地化,这正推动国内催化剂研发投资。宁波中科科创新能源等企业是国内领先的CCM和催化剂供应商,致力于通过本地化生产纳米结构催化剂来降低成本。

日本拥有全球顶尖的PEM催化剂供应商TANAKA Precious Metals,其高技术氢能战略以进口基础设施和国内示范项目为支柱。韩国拥有垂直整合的PEM电解槽OEM企业Elchemtech,该公司具备国内催化剂研发能力;韩国政府的氢能计划则以到2040年实现年产264万吨氢气为目标。澳大利亚正在开发可再生氢能项目,目标是向日本和韩国出口。印度正逐渐成为电解槽组件制造中心,并通过《国家绿色氢能使命》设定了雄心勃勃的绿色氢能生产目标。

拉丁美洲—增长最快的地区

在巴西、墨西哥和阿根廷的带动下,拉丁美洲将成为到2035年增长最快的区域市场。巴西拥有世界级太阳能和风能电解潜力,塞阿拉绿色氢能中心便是这一潜力的例证。该中心位于佩森港,目标是到2030年实现2吉瓦电解槽产能和每年200万吨氨产量。巴西政府预计,2025年绿色氢能开发活动规模将达到400亿雷亚尔(约70亿美元),东北地区有四个大型项目处于不同阶段。在墨西哥,Pacifico Mexinol项目是美洲规模最大的PEM电解槽采购机会之一。Techint E&C和Siemens Energy正在为锡那罗亚州一座210兆瓦电解厂开展FEED工程,项目旨在生产超低碳甲醇,计划于2029年投运。阿根廷巴塔哥尼亚地区丰富的风能资源使其具备出口绿色氨和氢气的潜力,目前已有早期项目在开发中。

该地区复合年增长率领先,既反映了其项目储备的规模,也体现了其2025年较低的市场基数。在初始调试阶段,拉丁美洲对催化剂材料的需求将主要通过针对具体项目的供应协议,以CCM采购的形式实现。

中东和非洲—沙特阿拉伯、阿联酋和南非

以沙特阿拉伯和阿联酋为代表的中东地区正在开发大规模绿色氢能产能,主要用于出口绿色氨和推动工业脱碳。沙特阿拉伯的NEOM Green Hydrogen Company项目是一座2.2吉瓦电解设施,由Air Products、ACWA Power和NEOM支持;截至2025年,该项目所有施工地点的整体建设进度已达到约80%。沙特阿拉伯的目标是到2030年实现每年120万吨绿色氢气产量,到2035年进一步增至每年400万吨。阿联酋计划到2031年实现每年140万吨氢气总产量(其中绿色氢气100万吨、蓝色氢气40万吨),并以在难以减排的工业领域实现25%的渗透率为目标。目前NEOM项目建设使用的是Thyssenkrupp Nucera碱性电解模块,但预计该地区的二期项目和工业集成应用将推动PEM部署增加,尤其是在需要应对太阳能和风能发电波动、具备负荷跟踪性能的场景中。

南非是MEA地区PEM催化剂供应端的主要关注市场:HyPlat (Pty) Ltd是开普敦大学HySA Catalysis项目的衍生企业,也是南非唯一一家为PEM燃料电池和电解槽生产并出口铂族金属(PGM)基膜电极组件(MEA)的制造商。2023年10月,公共投资公司收购了该公司15%的股权,为商业化以及在Dube TradePort经济特区规划建设的制造设施扩产提供资金。南非既是全球主要的铱和铂生产国,又是新兴的催化剂材料制造国,这一战略地位创造了独特的价值链整合机遇。

GMI 分析师观点

欧洲21.5%的地区复合年增长率(CAGR)低于全球25.3%的预测值,反映出该地区已安装设备基数更加成熟;此外,快速部署带来的增长部分被电解槽OEM和开发商在长期框架协议下整合催化剂采购、市场份额随之扩大的趋势所抵消。欧洲在2025年拥有较高的收入份额(38%),但复合年增长率低于全球水平,这表明到2035年,其份额占比将向增长更快的地区转移,尤其是拉丁美洲、亚太地区和中东。这种重新分配将影响供应链:欧洲集中的PGM专业催化剂供应商需要具备在亚洲和拉丁美洲的分销及技术支持能力,以满足这些目前实体布局有限地区的项目投产时间表。北美占28%的份额,且政策基础设施完善,因此在整个预测期内将是市场第二大收入贡献地区。历届政府对《通胀削减法案》(IRA)氢能税收抵免指南的处理结果,是美国市场发展轨迹面临的主要监管风险因素。MEA地区的发展轨迹最受主权项目执行情况影响:由主权财富基金支持的超大型项目可能大幅改变该地区的需求,但与欧洲和北美由市场驱动的商业项目相比,其投产时间的不确定性也更高。

PEM电解槽催化剂材料市场份额与竞争格局

全球PEM电解槽催化剂材料市场集中于五家领先企业,2025年这些企业合计约占市场收入的63%,其余份额由地区专业企业、垂直整合的OEM以及早期进入者分享。市场集中度反映了PGM催化剂制造的高技术壁垒,包括先进的贵金属化学技术、严格的粒径和比表面积规格、批次间一致性要求以及电解槽OEM的认证计划;同时,兼具PGM精炼能力和膜电极组件专业技术的企业数量有限,也加剧了市场集中。

Johnson Matthey plc——全球领先企业(份额约18%,市场领导者)

Johnson Matthey 的氢能技术部门是全球领先的质子交换膜(PEM)电解槽催化剂材料供应商,估计其在2025年的营收市场份额约为18%。凭借数十年的燃料电池组件制造经验,该部门的产品组合涵盖氧化铱和铂催化剂粉末、催化剂墨水,以及完全集成的催化剂涂层膜。JM 的 CCM 技术应用于阳极(IrOx)和阴极(Pt/C)层,已通过多个商业化 PEM 电解槽平台的认证;此外,Bosch 选定 JM 为燃料电池堆开发 CCM,相关协议于2025年2月正式签署。[9]

在截至2025年3月的财年中,JM 对氢能技术业务确认了1.34亿英镑的减值,反映出绿色氢能市场发展势头普遍放缓,原因包括监管激励措施延迟出台、基础设施缺口,以及绿氢与灰氢之间的成本差异。该业务仍计划在2025/26财年末实现营业利润盈亏平衡,且不再投入额外增长资本支出。此外,JM 已完成向 Honeywell 出售催化剂技术业务的协议,交易金额为18亿英镑,此举使集团进一步聚焦于包括氢能技术在内的铂族金属(PGM)密集型高增长机遇。董事会已表示,未来可能对氢能技术业务进行结构性审查或进一步降低风险;这项潜在的公司行动可能重塑该市场的领导架构。

Heraeus Precious Metals GmbH & Co. KG - 全球顶级企业(约16–20%的市场份额)

Heraeus 是欧洲领先的 PEM 电解制氢用铱和钌阳极催化剂及铂阴极催化剂供应商,估计市场份额为16–20%。其 Actydon™ 品牌涵盖多个电解槽催化剂产品系列,包括块状非负载型 IrOx、碳负载型铱体系、铱钌混合氧化物以及专用催化剂墨水。Heraeus 的重要技术成果是新一代催化剂:与行业基准负载量相比,可节省50–90%的铱,同时保持性能和耐久性;其目标是将每吉瓦装机容量的铱用量降至100千克,而当前行业标准为400 kg/GW。2023年11月,Heraeus 与 Sibanye-Stillwater 联合宣布推出一种稳定的钌基催化剂,将钌优异的析氧反应(OER)活性与新型铱稳定氧化物结构相结合。Heraeus 设有专门的电解槽测试设施,并与 Jolt Solutions 合作,利用专有电极生产技术开发用于 PEM 电解的铂族金属基催化剂,目标是打造闭环产品方案,整合铂族金属交易、套期保值、采购和回收。

Umicore N.V. - 全球顶级企业(约14–18%的市场份额)

Umicore 的市场份额估计为14–18%,并拥有超过30年的 PEM 催化剂制造经验。其产品组合包括 PEM 电解用阳极和阴极催化剂粉末、通过 PLATUNA® 工艺为钛多孔传输层提供的铂涂层服务,以及支持催化剂闭环回收的贵金属回收业务。Umicore 在2025年资本市场日上指出,客户评估显示,与竞争产品相比,Umicore 催化剂的铂族金属含量低25%,同时保持业内领先的效率和耐久性。Umicore 将铂族金属精炼、催化剂合成与报废回收整合起来,形成闭环价值主张。随着催化剂回收日益成为监管要求和项目开发商的成本管理手段,这一模式也愈发重要。

TANAKA Precious Metals - 全球顶尖企业(约12–15%的市场份额)

作为一家总部位于日本的领先企业,TANAKA 在 PEM 电解领域的氧化铱阳极催化剂(TEC77100高活性和TEC77110高耐久性)及铂基阴极催化剂市场中占据约12–15%的收入份额。TANAKA 的双功能催化剂将析氧反应(OER)功能与气体复合催化剂(GRC)相结合,可减少氢气从阴极交叉渗透至阳极。该催化剂于2025年6月获得日本催化剂制造商协会颁发的2025年技术奖,是此类复合催化剂首次应用于商业化 PEM 水电解。这项创新使商业化电解槽堆能够采用更薄的膜,同时确保阳极氢气浓度保持在安全范围内,从而提升效率并改善系统经济性。TANAKA 于2025年8月宣布与京都大学合作识别活性析氧反应位点,体现了其持续投入基础催化剂研究的承诺,并以此为下一代低铱配方的研发奠定基础。

Chemours Company - 全球顶尖企业(约10–13%的市场份额)

作为 Nafion™ 离子交换聚合物的制造商,Chemours 在 PEM 催化剂材料市场中占据关键的基础设施地位。Nafion™ 离子交换聚合物包括质子交换膜、离聚物分散液和粘结剂树脂,这些材料对于几乎所有商业化 PEM 电解槽的膜和催化剂层都不可或缺。Chemours 表示,在 PEM 水电解的质子交换膜领域,Nafion™ 尚无已知的合适替代品;膜-离聚物系统在 CCM 和 MEA 材料成本中占有相当大的比重。2024年,Chemours 被指定为美国能源部一项6,000万美元拨款的牵头受资助方,负责开发专用于 PEM 水电解的耐用、低电阻 Nafion™ 膜;项目合作方包括 Cummins 和特拉华大学。

Clariant AG - 区域领军企业

*编辑说明:Clariant 的 HyProGen™ 产品是一种用于蓝氢生产的水煤气变换/蒸汽重整催化剂,明确不属于本报告所涵盖的 PEM 水电解催化剂范围。以下介绍仅涉及 Clariant 在与 PEM 电解槽组件制造相关的特种功能材料方面的贡献。*

Clariant 在特种化学品领域的专业能力,积累于其催化剂、吸附剂与添加剂业务部门开展的多相催化、吸附剂和特种聚合物应用,并与 PEM 催化剂墨水制造中的配方挑战密切相关。Clariant 化学品组合中的特种分散剂、流变改性剂和表面活性剂,可用于在水-醇-离聚物溶剂体系中制备稳定、均匀的氧化铱纳米颗粒分散液。随着 PEM 催化剂墨水制造转向水性配方,以降低卷对卷涂布设施中的易燃性和 VOC 排放,特种添加剂化学品有助于提升加工质量和规模化生产的可重复性。Clariant 在本报告所界定的 PEM 电解槽催化剂材料市场中的具体收入归属有限;其被归类为区域领军企业,主要反映其欧洲客户关系,以及其在 MEA 制造工艺中提供的细分特种化学品,而非直接供应 PGM 催化剂。

Elchemtech Co. Ltd. - 垂直整合型 PEM 电解槽 OEM

*编辑分类:Elchemtech 是一家垂直整合型 PEM 电解槽 OEM,而非面向开放市场的催化剂供应商。以下介绍涵盖 Elchemtech 用于内部电解槽堆集成的自有催化剂材料研发。*

Elchemtech 是一家韩国公司,已在 PEM 水电解全价值链上建立了内部能力,包括催化剂合成、MEA/CCM 制造、电堆组装和完整系统集成,为其 H2Lyser® PEM 电解槽产品线实现技术差异化和成本控制奠定了基础。Elchemtech 是最早实现 PEM 电解商业化规模生产的韩国公司之一,并率先将 PEM 电解槽电堆出口至捷克公司 NANO Advanced s.r.o.,于 2024 年 12 月完成韩国首次此类出口。2024 年与印度 BGR Tech Ltd 签署的谅解备忘录旨在向印度供应 PEM 电堆,并探讨在当地组装 PEM 电堆的可能性。Elchemtech 自主开发的催化剂、MEA 和电堆技术涵盖从实验室规模到活性面积达 3,000 cm² 的大型电池,以及 1 MW 系统配置,使其成为一种垂直整合 OEM 模式的典范;一些商业规模电解槽企业正采用这一模式,以降低对公开市场贵金属催化剂供应商的依赖。

Greenerity GmbH - 区域领先企业

Greenerity 总部位于巴伐利亚州阿尔策瑙,是 Toray Industries 旗下子公司,专门生产用于 PEM 电解和 PEM 燃料电池的 CCM 与膜电极组件。在 PEM 电解领域,Greenerity 开发并供应涂覆催化剂的膜,将阳极和阴极催化剂层与质子交换膜整合为单一的电化学优化结构,供欧洲及全球电解槽 OEM 使用。随着氢能市场不断扩大,Greenerity 在阿尔策瑙建成第三座制造工厂,目标是实现超过 1 吉瓦的水电解槽 CCM 产能,使其电解槽 CCM 产量达到此前的三倍。Greenerity 与 Toray 共同参加 Hydrogen Technology World Expo,凸显了其在先进聚合物膜技术与精密催化剂涂覆交汇领域的定位。公司处于下游产品环节,该环节是催化剂材料价值链中利润率最高的部分。

HyPlat (Pty) Ltd - 新兴企业

HyPlat 是一家总部位于南非的专业企业,专门为 PEM 燃料电池和电解槽生产铂族金属(PGM)催化剂及 MEA。该公司依托南非氢能旗舰计划(Hydrogen South Africa,HySA)下开普敦大学 HySA Catalysis 能力中心孵化而成。HyPlat 是南非首家面向欧洲市场生产并出口 MEA 的制造商,产品包括基于 PGM 的催化剂粉末、双层气体扩散电极、三层催化剂涂覆膜,以及五至七层完整 MEA。该公司是 Bambili Energy 的子公司。2023 年 10 月,南非公共投资公司(PIC)根据 GEPF 和 DSTI 的授权投资并持有 Bambili Energy 15% 的股权,以支持该公司从研发迈向商业化。拟建于 Dube TradePort 特殊经济区的制造工厂目前正在进行可行性评估,全面投产后最多可创造 1,200 个长期岗位。HyPlat 凭借南非丰富的 PGM 资源、本土开发的知识产权以及进入欧洲出口市场的渠道,具备独特的战略定位,可为寻求供应链地域多元化、减少对欧洲和日本催化剂供应商依赖的绿氢项目开发商提供潜在的差异化供应链选择。

Magneto / Elicron(现为 Elicron)- 新兴企业

Elicron 于 2025 年 2 月由瑞典 Permascand 与 Magneto Special Anodes 合并而成。Permascand 由 Altor Equity Partners 持有,后者于 2024 年 2 月完成收购;Magneto Special Anodes 曾是 Xylem Inc. 旗下品牌,在荷兰和中国设有工厂。合并后的企业于 2025 年更名为 Elicron,汇集了在催化涂层、电极和电化学电池领域 125 年以上的综合经验,业务涵盖水处理、工业解决方案、电气化与可再生能源领域。Elicron 在 PEM 水电解槽催化剂材料领域尚处于起步阶段:公司的核心积淀在于用于氯碱和水处理应用的尺寸稳定阳极,而其向绿氢电解槽电极材料领域的拓展仍是一项新兴业务计划,尚未形成成熟的商业地位。此次合并打造了一个全球化平台,在瑞典、荷兰和中国设有生产基地,并明确提出了在电气化与可再生能源领域的发展目标,包括 PEM 水电解(PEM-WE)催化剂和电极材料。因此,Elicron 被归类为新兴企业,目前已在相邻的电化学涂层领域开展商业运营,并有望随着市场规模扩大进入开放市场的 PEM 催化剂供应领域。

Ningbo Zhongke Cotrun New Energy Science Technology Co. Ltd.——区域龙头企业

Ningbo Zhongke Cotrun 以 YHKC 品牌开展业务,是一家总部位于中国的高科技企业,其核心技术团队源自中国科学院上海高等研究院。公司专注于纳米结构电催化剂、用于 PEM 燃料电池和水电解槽的膜电极组件(MEA),以及集成式 PEM 电解槽组件。其商业化产品包括 Pt/C 阴极催化剂(HiCaP40 系列,Pt 含量为 40 wt%,颗粒尺寸为 2.8 nm)、IrOx 阳极催化剂配方,以及活性面积最高达 3,600 cm²、贵金属载量低至 0.8 mg/cm² 的完整 MEA 组件。公司 MEA 年产量超过 10,000 m²,客户遍布欧洲、北美和亚洲。Ningbo Zhongke Cotrun 拥有 20 多项发明专利,并因技术创新获得中国可再生能源学会认可。作为区域龙头企业,公司主要在中国国内及亚洲 PEM 电解槽市场开展竞争,并计划随着全球市场扩大而提升国际影响力。

Advent Technologies Holdings Inc.——新兴企业(在 PEM-WE 领域尚未商业化)

Advent Technologies Holdings, Inc.(NASDAQ: ADN)是一家在特拉华州注册、总部位于加利福尼亚州利弗莫尔的公司,其膜电极组件(MEA)和燃料电池产品开发设施还设于希腊帕特雷。公司的商业基础和知识产权基础完全建立在高温质子交换膜(HT-PEM)技术之上,而非构成 Johnson Matthey、Umicore 和 Heraeus 所处竞争领域的标准 PEM 水电解(PEM-WE)催化剂材料。HT-PEM MEA 采用磷酸掺杂膜,设计工作温度高于 180 °C,并可耐受电子甲醇和可再生天然气等重整液体燃料;这与商业化 PEM-WE 电堆采用的低温氧化铱阳极和铂阴极结构属于截然不同的电化学体系。Advent 在 HT-PEM 技术领域拥有 100 多项专利,目前的收入来自燃料电池系统、MEA、膜和电极产品,应用于燃料电池和铁流电池;与 Airbus、Hyundai Motors 和美国陆军签订的联合开发协议构成了其主要商业项目储备。截至 2024 年初,其第四代固定式电力产品在全球累计销量已超过 1,200 台。

Advent披露了两项由赠款资助、涉及电解槽制造的开发计划,但尚未在任何电解槽细分领域进入商业化生产。Green HiPo项目根据欧盟IPCEI Hy2Tech框架获批,获批预算总额为6,000万欧元;希腊正式邀请Advent子公司Advanced Energy Technologies S.A.从公正转型基金获得2,400万欧元国家援助。该项目明确涵盖在西马其顿科扎尼规划建设的设施中开发、设计和制造HT-PEM电解槽——而非标准PEM-WE系统——用于绿氢生产。2024年11月,欧盟创新基金批准了Advent的RHyno(可再生氢能创新技术)项目所申请的全部3,453.4万欧元赠款;Advent的希腊子公司于2025年3月5日与CINEA签署赠款协议。RHyno旨在建设兆瓦级燃料电池和电解槽制造基础设施,采用Advent的MEA技术,面向航空、海运和重型汽车领域的脱碳需求。两项计划均处于商业化前阶段:尚未产生产品收入,且均以研发基础设施赠款而非商业供货协议的形式实施。Advent尚未披露其参与其他制造商运营的标准PEM-WE电解槽,或为此类电解槽供应催化剂材料。

截至mid-2025,Advent的财务状况是其竞争发展轨迹面临的一项重大制约。公司2025年第二季度10-Q报告(截至2025年6月30日的期间)得出了持续经营结论,管理层指出,对公司自申报日起能否持续运营十二个月存在重大疑虑。截至2025年6月30日,公司现金余额为10万美元,而流动负债为2,940万美元,营运资本为负2,780万美元;总负债为3,610万美元,股东亏绌为2,940万美元。营收从2024年上半年的340万美元骤降至2025年上半年的20万美元,降幅约为93%,部分原因是JDA和技术使用权协议服务收入递延确认。纳斯达克于2025年8月18日发布退市决定,理由是Advent未能恢复至少250万美元的股东权益门槛;Advent表示有意对该决定提出上诉。在此背景下,截至当前报告期,Advent并非商业化PEM-WE催化剂材料供应链的活跃参与者;其电解槽相关计划仍取决于持续获得赠款资金和维持运营,而这两项条件均存在重大不确定性。

近期行业动态

  • 2025年3月——BASF在路德维希港投运德国规模最大的PEM电解槽:BASF在其路德维希港化工园区投运了一套54 MW的PEM电解槽——这是当时德国规模最大的PEM设施——年产氢能力最高可达8,000公吨。该项目作为IPCEI Hy4Chem项目,获得联邦和州政府最高1.243亿欧元的资金支持。此次投运标志着PEM催化剂材料首次在工业规模应用中实现直接消耗,也验证了现场制取绿氢可用于大规模化工流程脱碳。
  • 2025年2月——Accelera by Cummins将为bp的林根绿氢项目供应100 MW PEM系统:Accelera宣布将为bp位于德国的林根绿氢工厂供应一套100 MW HyLYZER® PEM电解槽系统,由20台独立的HyLYZER-1000组成。这是Accelera迄今最大规模的单个电解槽部署项目,计划于2027年投运,年产绿氢最高可达11,000吨。
  • 2025年2月——Elicron成立:Permascand与Magneto Special Anodes完成合并:Permascand与Magneto Special Anodes于2025年2月完成合并,随后更名为Elicron。Elicron是一家全球性先进电化学解决方案公司,在欧洲、北美和亚洲拥有约350名专业人员。此次合并整合了与PEM电解槽应用相关的催化涂层和电极制造能力,表明电化学组件供应链正在整合。
  • 2025年9月——Plug Power向Galp位于葡萄牙的100 MW锡尼什项目交付首套电解槽阵列:Plug Power向Galp的锡尼什炼油厂交付了首套10 MW GenEco™ PEM电解槽阵列。这是总装机容量为100 MW的PEM装置的首个模块;交付时,该项目被称为欧洲在建规模最大的PEM氢电解槽项目。Galp为绿氢和HVO/SAF生产合计投资6.5亿欧元。项目计划于2026年上半年达到100 MW的全部产能。
  • 2025年9月——Linde在纽约州尼亚加拉瀑布城接收35 MW PEM电解槽:Accelera by Cummins向Linde位于尼亚加拉瀑布城的新建绿氢设施交付了一套35 MW PEM电解槽系统,这是其当时全球规模最大的单个部署项目。该设施由水力发电供能,使Linde在美国的液态绿氢产能翻倍,也为将成熟的可再生能源与商业规模的PEM电解相结合提供了范例。
  • 2025年9月——Siemens Energy向Air Liquide在法国的200 MW Normand'Hy项目交付首批PEM电堆:Siemens Energy向Air Liquide位于诺曼底滨海热尔河畔的Normand'Hy设施交付了12个PEM电解槽电堆。这是该项目总装机容量200 MW的首批模块,整个设施计划于2026年投运,届时将成为法国规模最大的绿氢生产设施之一。项目规模意味着催化剂涂层膜(CCM)及催化剂供应商将持续获得大量采购订单;这些供应商均已通过Siemens Energy电堆平台的认证。
  • 2025年6月——TANAKA获得日本2025年度PEM电解催化剂技术奖:TANAKA PRECIOUS METAL TECHNOLOGIES凭借其双功能析氧反应(OER)与气体复合催化剂的开发和实际应用,获得日本催化剂制造商协会颁发的2025年度技术奖。这是该类复合功能首次应用于商业化PEM水电解,可在保持高电解效率的同时采用更薄的膜并提高氢气安全裕度。
  • FY2024-25——Johnson Matthey以18亿英镑向Honeywell出售催化剂技术业务:Johnson Matthey完成了向Honeywell出售其催化剂技术业务的协议,从而进一步聚焦于铂族金属(PGM)密集型、高增长业务,包括氢能技术、清洁空气解决方案和PGM产品。氢能技术部门(包括CCM和电解槽催化剂业务)正以实现营业利润盈亏平衡为目标进行管理,并作为剥离业务后JM的战略核心;与此同时,董事会正在寻求进一步降低该业务风险的方案。
  • 2025年8月——TANAKA与京都大学宣布开展联合研究,以确定OER活性位点:TANAKA Precious Metals与京都大学宣布启动一项联合研究计划,旨在从基础层面确定PEM电解中氧析出反应的活性催化位点,为设计下一代低铱催化剂奠定基础。这代表了当前OER催化剂科学领域学术界与产业界合作的前沿。
  • 2024年——Chemours获选获得美国能源部6,000万美元资助,用于PEM膜开发:美国能源部选定Chemours作为牵头受资助方,通过《两党基础设施法》资助的两个项目获得6,000万美元,用于开发耐用、低电阻的Nafion™水电解膜,并参与H2CIRC氢能组件回收基础设施联盟。这些项目直接针对两大关键障碍:成本和耐久性,而这两者对该膜在商业化PEM电解中的长期应用至关重要。

PEM电解槽催化剂材料市场研究报告
PEM电解槽催化剂材料市场研究报告

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作者:  Kiran Pulidindi , Kavita Yadav

常见问题 (FAQs):

PEM 电解槽催化剂材料市场规模在 2025 年估值为 1.455 亿美元,预计 2026 年将达到 2.18 亿美元。
该市场预计到2035年将达到17亿美元,2026年至2035年的复合年增长率(CAGR)为25.3%。
2025年,欧洲目前占据PEM电解槽催化剂材料市场的最大份额。
预计拉丁美洲将在预测期内成为增长最快的地区。
PEM电解槽催化剂材料市场的一些主要企业包括Johnson Matthey plc、Heraeus Precious Metals GmbH & Co. KG、Umicore N.V.、TANAKA Precious Metals和Chemours Company。

研究方法、数据来源与验证流程

本报告采用系统化的研究流程,以与行业参与者直接交流、自主建模和严格的交叉验证为核心,而非仅依赖案头研究。

我们的六步研究流程

  1. 1. 研究设计与分析师监督

    GMI 的研究方法以专业人员的经验、严格的验证和充分的透明度为基础。我们报告中的每项洞察、趋势分析和预测均由了解目标市场细微差别的资深分析师完成。

    我们通过与行业参与者和专家直接交流开展广泛的一手调研,并辅以基于经过核实的全球来源所进行的全面二手研究。我们运用量化影响分析提供可靠的预测,同时确保从原始数据来源到最终研究结论的全程可追溯性。

  2. 2. 一手调研

    一手调研是我们研究方法的支柱,贡献了整体洞察的近 80%。我们直接接触行业参与者,以确保分析的准确性和深度。我们结构化的访谈计划覆盖区域及全球市场,收集企业高管、董事和领域专家的意见。这些交流提供战略、运营和技术视角,使研究结论更加全面,市场预测更加可靠。

  3. 3. 数据挖掘与市场分析

    数据挖掘是研究流程的重要组成部分,在整体研究方法中约占 20%。我们通过分析主要企业的收入份额,研究市场结构、识别行业趋势并评估宏观经济因素。我们从付费和免费来源收集相关数据,建立可靠的数据库。这些信息随后用于支持一手调研和市场规模测算,并由分销商、制造商和行业协会等关键利益相关方进行验证。

  4. 4. 市场规模测算

    我们采用自下而上的方法测算市场规模。首先使用一手访谈直接获得的企业收入数据,同时结合制造商的产量以及安装量或部署量统计。随后按区域市场汇总这些数据,得出以实际行业活动为依据的全球市场估算值。

  5. 5. 预测模型与关键假设

    每项预测均明确记录以下内容:

    • ✓ 主要增长驱动因素及其假定影响

    • ✓ 增长制约因素及缓解情景

    • ✓ 监管假设与政策变化风险

    • ✓ 技术采用曲线参数

    • ✓ 宏观经济假设(GDP 增长、通货膨胀、汇率)

    • ✓ 竞争格局及市场进入和退出预期

  6. 6. 验证与质量保证

    在最后阶段,领域专家会人工审查筛选后的数据,识别自动化系统可能遗漏的细微差别和语境错误。专家审查是质量保证的关键环节,可确保数据符合研究目标和相关领域的专业标准。

    我们的三层验证流程致力于最大程度地保障数据可靠性:

    • ✓ 统计验证

    • ✓ 专家验证

    • ✓ 与市场实际情况核对

信任与公信力

10+
经营年限
自成立以来持续提供服务
A+
BBB 认证
专业标准与客户满意度
ISO
质量认证
获得 ISO 9001:2015 认证的企业
150+
研究分析师
覆盖 20 多个行业领域
95%
客户留存率
五年客户关系价值

经过核实的数据来源

  • 行业出版物

    行业期刊、专业出版物和专业媒体

  • 行业数据库

    自有及第三方市场数据库

  • 监管申报文件

    政府采购记录及政策文件

  • 学术研究

    大学研究成果及专业机构报告

  • 企业报告

    年度报告、投资者演示材料及申报文件

  • 专家访谈

    企业高管、采购负责人和技术专家

  • GMI 研究档案

    覆盖 20 多个行业领域的 13,000 多份已发布的研究报告

  • 贸易数据

    进出口量、HS 编码及海关记录

研究与评估的参数

本报告中的每个数据点均经过一手访谈、基于实际数据的自下而上建模以及严格的交叉核查验证。 了解我们的研究流程 →

作者:  Kiran Pulidindi, Kavita Yadav
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