位于廣州黃埔的鴻基創(chuàng)能科技（廣州）有限公司（簡稱“鴻基創(chuàng)能”）公司大廳中，展示著核心產(chǎn)品膜電極，這一片像塑料一樣不大的薄片，卻是氫燃料電池的“芯片”。鴻基創(chuàng)能打破了國內(nèi)一直無法實現(xiàn)膜電極規(guī)模化生產(chǎn)的瓶頸，是國內(nèi)首家實現(xiàn)氫燃料電池膜電極大規(guī)模產(chǎn)業(yè)化的企業(yè)，填補了國內(nèi)在該領(lǐng)域的空白。
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加拿大國家工程院院士、鴻基創(chuàng)能副董事長兼首席技術(shù)官葉思宇告訴記者，鴻基創(chuàng)能現(xiàn)在已經(jīng)可以批量為國內(nèi)外燃料電池廠商提供低成本、高性能的膜電極，2022年全年膜電極出貨量達(dá)到170萬片，“目前來看，中國的氫燃料電池膜電極在產(chǎn)能和質(zhì)量上都已達(dá)到國際先進水平”。
“整個行業(yè)有了信心”
鴻基創(chuàng)能成立于2017年12月，是廣州開發(fā)區(qū)引進的首家燃料電池核心零部件——膜電極研發(fā)生產(chǎn)企業(yè)。
膜電極被譽為燃料電池“芯片”，決定了燃料電池的性能、壽命和成本，其成本約占燃料電池電堆成本的65%。此前，國內(nèi)一直無法實現(xiàn)膜電極規(guī)?；a(chǎn)，膜電極主要依賴進口。這主要是國內(nèi)傳統(tǒng)的膜電極制備工藝包含了噴涂以及熱壓轉(zhuǎn)印等不可連續(xù)化或者低線速度的步驟，這種不連續(xù)化工藝將產(chǎn)生工藝制備過程的不可控制性及產(chǎn)品的不均一性，同時，低線速度將會制約大規(guī)模產(chǎn)業(yè)化。
葉思宇帶領(lǐng)研發(fā)團隊開發(fā)了國際領(lǐng)先的CCM陰陽極雙面直接涂布技術(shù)、膜電極一體化成型技術(shù)、膜電極自動化快速封裝技術(shù)，生產(chǎn)的CCM及膜電極產(chǎn)品核心技術(shù)自主可控。
“目前我們產(chǎn)品性能、一致性、良品率均位居全國前列，對標(biāo)國際一流水平。”葉思宇介紹，鴻基創(chuàng)能目前已和國內(nèi)外超過100家燃料電池電堆和系統(tǒng)客戶形成有效合作機制，客戶范圍涵蓋亞洲、北美、歐洲等地區(qū)的知名燃料電池企業(yè)，配套的車型包括燃料電池客車、燃料電池廂式車、燃料電池重卡等，在國內(nèi)自主化膜電極配套車型案例中位居前列。
2021年，鴻基創(chuàng)能實現(xiàn)了出貨100萬片膜電極產(chǎn)品的行業(yè)紀(jì)錄；2022年實現(xiàn)新突破，全年出貨量達(dá)到170萬片膜電極。
“產(chǎn)能到100萬片的時候，整個行業(yè)有了信心。”葉思宇這樣說。目前，除了鴻基創(chuàng)能，唐鋒能源、武漢理工氫電、擎動科技以及泰極動力等多家膜電極企業(yè)的國產(chǎn)生產(chǎn)線先后落成，國內(nèi)膜電極企業(yè)擴張步伐明顯加速，我國的膜電極領(lǐng)域步入批量化生產(chǎn)步伐。
以剝洋蔥方式層層遞進
此前，《廣東省加快建設(shè)燃料電池汽車示范城市群行動計劃（2022—2025年）》發(fā)布，提出要提升關(guān)鍵零部件研發(fā)產(chǎn)業(yè)化水平，包括電堆、膜電極、雙極板、質(zhì)子交換膜、催化劑、碳紙、空氣壓縮機、氫氣循環(huán)系統(tǒng)八大關(guān)鍵零部件技術(shù)。
該計劃提到的八大關(guān)鍵零部件，其實就涵蓋了燃料電池的構(gòu)成。但其中，廣東目前僅有電堆、膜電極產(chǎn)品技術(shù)和產(chǎn)能比較成熟，其他零部件都與國際先進水平有一定差距。葉思宇指出，由于國內(nèi)氫能應(yīng)用起步較晚，燃料電池產(chǎn)業(yè)仍處于商業(yè)化的初期，關(guān)鍵材料的研發(fā)和產(chǎn)業(yè)化步伐也還未達(dá)到像類似鋰電的規(guī)模和水平，但隨著國內(nèi)燃料電池市場的逐步爆發(fā)，國內(nèi)企業(yè)已經(jīng)在逐步啟動從催化劑、PEM到氣體擴散層的國產(chǎn)化滲透，打破核心材料高度進口依賴導(dǎo)致的高成本現(xiàn)狀。鴻基創(chuàng)能也在聯(lián)動上下游企業(yè)共同加快國產(chǎn)化步伐，明年底將力爭實現(xiàn)質(zhì)子交換膜、催化劑、碳紙和膜電極四大零部件國產(chǎn)化，“這就像歐陽明高院士形象地提出的剝洋蔥方式，要層層遞進”。
葉思宇還指出，氫能產(chǎn)業(yè)鏈要以區(qū)域間合作形成中國氫能產(chǎn)業(yè)的優(yōu)勢，“廣東近幾年對于氫能產(chǎn)業(yè)的科研投入很大，廣東的高校、科研院所以及企業(yè)的研發(fā)能力較強，幾個方面的優(yōu)勢造就了廣東發(fā)展氫能產(chǎn)業(yè)的巨大潛力”。
氫能應(yīng)用不限于汽車
除了燃料電池汽車外，鴻基創(chuàng)能產(chǎn)品的應(yīng)用領(lǐng)域還包括燃料電池?zé)o人機、叉車、自行車、固定式發(fā)電和備用電站等，與此同時正推進PEM電解水制氫膜電極的技術(shù)開發(fā)和規(guī)模化制造，拓寬我國的綠氫產(chǎn)業(yè)化應(yīng)用場景，加快綠色低碳制氫的商業(yè)化進程。
“有部分人容易將氫能簡單等同于燃料電池，將燃料電池等同于燃料電池汽車，然后去與電動汽車作比較，這樣的理解存在偏頗，也降低了整個氫能產(chǎn)業(yè)的重要性?！比~思宇強調(diào)，從能源結(jié)構(gòu)的轉(zhuǎn)型和調(diào)整來說，氫能很好地起到了串聯(lián)從能源制取到能源使用兩端的作用。
新能源發(fā)電過程當(dāng)中，電池儲能在應(yīng)對跨季節(jié)、長時間的儲能需求上存在一定的局限性，而氫能在其中起到了非常重要的作用，即通過電解水制氫將可再生能源轉(zhuǎn)化為氫氣，應(yīng)用于燃料電池汽車交通領(lǐng)域，或是應(yīng)用在煉鋼、化工、制氨等行業(yè)。“電解水制氫在應(yīng)對可再生能源波動性和間歇性上有其獨到之處。”葉思宇表示，“將燃料電池汽車這一交通端應(yīng)用作為示范窗口，其重要性是不言而喻的。但氫能產(chǎn)業(yè)除了在交通領(lǐng)域外，在工業(yè)、農(nóng)業(yè)、發(fā)電等領(lǐng)域都有其獨到的用處?！?/p>
南方日報記者劉倩郜小平
實習(xí)生郭峻豪
（文章來源：南方日報）
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