产业链环节方面，氢燃料电池上游包含电池组件和氢能两大类，电池组件包括燃料电池电堆、空压机、水泵、氢泵、储氢器、加湿器等，其中电堆又包含为双极板、电解质、催化剂、气体扩散层。产业链中游是燃料电池系统的组装部分。产业下游应用主要有固定发电、交通运输、携带型电子以及包含军事、航太在内的特殊领域。

图表1：燃料电池产业链

资料来源：韦伯咨询

一、燃料电池发动机

燃料电池发动机主要特点1、结构与传统发动机相似；2、零部件种类与传统发动机接近，可通过配套产业链的升级形成燃料电池发动机的产业链；3、布置结构与传统发动机类似，可以在车型上更好的布置。目前燃料电池发动机技术参数：额定功率45/60/90/120kw，峰值功率50/66/100/135kw，设计寿命≥13000小时，可靠性（MTBF）≥2000小时，工作温度-30℃~60℃。

二、质子交换膜

质子交换膜为质子的迁移和输送提供通道，具有阻隔和传导质子的作用，直接影响着燃料电池的性能和使用寿命。质子交换膜材料应具有电导率高、化学和热稳定性好、反应气体的透气率低、利于电极反应、价格低廉等特点。

目前工业应用的膜材料主要是全氟磺酸膜、非全氟化质子交换膜、无氟化质子交换膜等。由于质子交换膜

不受卡诺循环限制，能量转换效率高，各种污染物的排放基本上等于零，因此在20世界60年代，美国已经将PEMFC供于Gemini宇航飞行。

该领域全球领先企业主要包括日本旭化成、旭硝子、氯工程；加拿大Ballard；比利时Solvay；美国杜邦、陶氏化学、3M等

三、反应催化剂

燃料电池反应催化剂是指在电池正负极反应过程中，加快和提高电化学反应速度，缩短反应时间的材料，大多数燃料电池选择高稳定性、高活性、不易污染的贵金属铂作为催化剂。现用的燃料电池铂催化剂具有催化效率高、稳定性好等特点，但是铂是稀有金属，价格昂贵，推广性差，成为制约燃料电池发展的瓶颈问题。针对燃料电池催化剂的研究目前主要集中在以下几个方面：

一是提高催化剂活性和稳定性，通过对铂的结构进行改进，减小催化剂的粒子直径、使其均一分散来扩大催化面积，还可以通过减小催化剂厚度的方法提高反应性。

二是改进铂材料的利用率，可以通过铂与其它金属形成合金来制造催化剂，目前大多采用铂与钌的合金来解决，或者将铂的活性组分担载在载体上，主要以碳载体为主。

三是研究铂以外的新材料，例如氧化钼、钴、石墨烯－碘等物质，但是技术尚未成熟，工业化应用前景较低。

该领域全球领先企业主要包括英国JohnsonMatthey，日本Tanaka、日本田中、美国E-TEK、德国巴斯夫、比利时优美科等

四、电解质电解质

大多以离子键或极性共价键结合，是溶于水溶液中或在熔融状态下就能够导电的化合物。一般来讲，电解质与燃料电池的种类相互对应，电解质在电池工作状态下，一般不参与电化学反应，只会出现损耗。燃料电池电解质的发展主要经历碱性型、磷酸型、熔融碳酸盐型、固体氧化物型等几个阶段。

目前常见的燃料电池的电解质分类主要有碱性燃料电池、磷酸燃料电池和固体氧化物燃料电池。碱性燃料电池一般采用氢氧化钾溶液作为电解液，这种电解液效率很高，但对杂质敏感，必须采用纯态的氢气和氧气，所以限制了其在航天、国际工程等领域中的应用。磷酸燃料电池采用高温下的磷酸作为电解质，适用于分散式的热电联产系统。固体氧化物燃料电池采用固态电解质，性能较好，安全性好，但是工作温度较高，技术还不成熟。

该领域全球领先企业主要包括日本东丽；加拿大Ballard；德国SGL等

五、双极板

燃料电池双极板是电池系统组件的主要组成部分之一，直接影响制约着电池寿命、性能、体积、成本、质量等方面。其作用主要是传导电子、分配反应气并带走生成水，燃料电池双极板要求具备较好的导电性、导热性、一定的强度、气体致密性，具备耐酸耐碱耐腐蚀性、与电解质相容无污染，同时易于加工、成本低廉，以满足燃料电池的发展。

燃料电池常采用的包括金属双极板、石墨碳板、复合双极板三大类。由于车辆空间限制，薄金属双极板成为目前商业双极板的主要选择，金属双极板的技术难点在于成型技术、表面处理技术。复合双极板以非贵金属（如不锈钢、Ti）为基材、辅以表面处理技术是研究的热点，筛选导电、耐腐蚀兼容的涂层材料与保证涂层致密、稳定，将成为未来主要发展方向

该领域全球领先企业主要包括瑞典Cellimpact、德国Dana、德国Grabener、美国的Treadstone等。

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