“簡單來講，這個質(zhì)子交換膜類似手機和電腦上的CPU，是核心部件。”12月8日，武漢綠動氫能能源的技術(shù)專家介紹，此前國內(nèi)所需99%以上依賴進口，“1平方米質(zhì)子交換膜重20多克，價格堪比同等重量的黃金。”

如今，窘境已被突破。日前，國內(nèi)首條全自主可控的氫燃料電池質(zhì)子交換膜生產(chǎn)線在武漢投產(chǎn)，預(yù)計年產(chǎn)能30萬平方米。

打破依賴，價格減半

氫燃料電池車被視為新能源汽車的下一個風(fēng)口。

質(zhì)子交換膜作為氫燃料電池核心部件，其質(zhì)量好壞直接影響電池的使用壽命。行業(yè)專家介紹，氫氣與氧氣進行非燃燒的氧化還原反應(yīng)，通過催化劑實現(xiàn)電子與離子分離，氫離子可以直接穿過質(zhì)子交換膜到達陰極，而電子只能通過外電路才能到達陰極，電子通過外電路流向陰極時就可產(chǎn)生直流電。

目前，氫燃料電池中使用的質(zhì)子交換膜大多采用全氟化聚合物材料合成。這種材料具有穩(wěn)定性好、使用壽命長等優(yōu)勢，但開發(fā)和生產(chǎn)難度很大，制造成本過高、售價昂貴，國產(chǎn)程度低，性能穩(wěn)定的規(guī)模化生產(chǎn)更是難上加難。

去年7月，國家電投氫能公司在武漢經(jīng)開區(qū)注冊成立武漢綠動氫能能源技術(shù)有限公司，啟動建設(shè)“國家電投華中氫能產(chǎn)業(yè)基地和研發(fā)中心”。該項目投資70億元，重點開展燃料電池核心部件產(chǎn)品研發(fā)及生產(chǎn)，包括質(zhì)子交換膜、膜電極、碳紙、電堆及燃料電池系統(tǒng)，同時進行電解水制氫關(guān)鍵設(shè)備的研發(fā)和生產(chǎn)。

經(jīng)過17個月攻關(guān)，終于實現(xiàn)氫燃料電池質(zhì)子交換膜生產(chǎn)線投產(chǎn)。

此次投產(chǎn)的30萬平方米質(zhì)子交換膜生產(chǎn)線，可生產(chǎn)厚度從8微米到20微米的質(zhì)子交換膜，產(chǎn)品在質(zhì)子電導(dǎo)率、氣體滲透率、機械強度等方面均相當(dāng)或優(yōu)于國內(nèi)外同類競品，但價格只有國外同類產(chǎn)品的一半。

對此，中國科學(xué)院院士、武漢理工大學(xué)校長張清杰表示，質(zhì)子交換膜的成本對未來氫燃料電池發(fā)展具有重要影響，武漢生產(chǎn)線投產(chǎn)意味著我國在質(zhì)子交換膜高端產(chǎn)品領(lǐng)域擁有自主生產(chǎn)的能力，將推動我國燃料電池核心材料產(chǎn)業(yè)向前大步邁進。

產(chǎn)業(yè)發(fā)展大步前行

“作為國內(nèi)首條全自主可控質(zhì)子交換膜生產(chǎn)線，其打破了國內(nèi)質(zhì)子交換膜市場被國外廠家長期壟斷的局面。” 國家電投氫能公司總經(jīng)理張銀廣說，武漢生產(chǎn)線目前已實現(xiàn)在大功率燃料電池電堆應(yīng)用，接獲多家公司采購訂單，可滿足燃料電池汽車、加濕器等多個場景應(yīng)用需求，達產(chǎn)后可同時滿足2萬輛氫燃料電池車的需求。

除質(zhì)子交換膜生產(chǎn)線外，華中氫能產(chǎn)業(yè)基地的萬套燃料電池電堆、百萬片級膜電極生產(chǎn)線也已啟動建設(shè)，將于明年年中建成投產(chǎn)。

據(jù)介紹，國家電投氫能公司在武漢經(jīng)開區(qū)已搭建國內(nèi)一流的測試評價實驗室，組建高水平的專業(yè)技術(shù)團隊。下一步將持續(xù)加大對華中氫能產(chǎn)業(yè)基地的投入，加強與產(chǎn)業(yè)鏈上下游伙伴的合作。

同時，武漢經(jīng)開區(qū)也已布局東風(fēng)、國家電投、武漢理工氫電科技、眾宇動力、雄韜氫能等一大批擁有自主核心技術(shù)的氫能企業(yè)，基本形成從質(zhì)子交換膜、膜電極、氫燃料電池電堆到氫能整車生產(chǎn)制造的全產(chǎn)業(yè)鏈，氫能產(chǎn)業(yè)集群態(tài)勢初顯。

投產(chǎn)儀式現(xiàn)場，由國家電投牽頭組建的武漢氫能交通運營平臺——湖北氫動力科技服務(wù)公司揭牌。這是氫能產(chǎn)業(yè)商業(yè)模式的最新嘗試，將以用戶需求為驅(qū)動，規(guī)模化購置運營燃料電池車輛，在環(huán)衛(wèi)、渣土倒運、客運通勤、物流等細分應(yīng)用場景提供一體化運營解決方案。

來源|科技日報

編輯|敬之

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