燃料電池質(zhì)子交換膜實現(xiàn)量產(chǎn)
來源：新華財經(jīng) 2020-11-20
東岳150萬平方米質(zhì)子交換膜生產(chǎn)線一期工程于18日在位于山東省淄博市桓臺縣的東岳集團投產(chǎn)，業(yè)內(nèi)專家認為這標志著我國氫能核心材料質(zhì)子交換膜的技術水平和生產(chǎn)規(guī)模均邁入全球領先行列。業(yè)內(nèi)專家同時指出，燃料電池的其他核心材料如催化劑、氣體擴散層，還在依賴進口，宜加速技術突破。
質(zhì)子交換膜實現(xiàn)技術水平和生產(chǎn)規(guī)模雙突破
氫能發(fā)展是大勢所趨，美國、日本、德國、韓國等發(fā)達國家都已制定迎接氫能時代的行動目標及技術路線圖。我國于2019年將氫能源寫入政府工作報告。
氫燃料電池汽車是氫能的重要應用領域，而燃料電池質(zhì)子交換膜則被稱為燃料電池汽車發(fā)動機的“芯片”。東岳集團歷經(jīng)16年科研攻關，突破了這一核心技術。東岳質(zhì)子交換膜已經(jīng)獲得奔馳和福特(AFCC)公司嚴苛認證，壽命突破6000小時，性能全球領先。
東岳集團首席科學家、上海交通大學教授張永明說，全球主要從事燃料電池質(zhì)子膜研發(fā)和生產(chǎn)的公司除了東岳，還有美國戈爾公司、杜邦公司，日本旭硝子公司，德國巴斯夫公司等十幾家，但東岳靠著自身完整的產(chǎn)業(yè)鏈條，成為全球僅有的兩家能夠為量產(chǎn)氫燃料電池汽車提供質(zhì)子交換膜的企業(yè)之一。
據(jù)悉，東岳質(zhì)子交換膜生產(chǎn)線一期工程年產(chǎn)量為50萬平方米，全部達產(chǎn)后，可實現(xiàn)年產(chǎn)150萬平方米。
“氫能是我國戰(zhàn)略發(fā)展的新興產(chǎn)業(yè)，核心技術必須要國產(chǎn)化。”中國科學院院士歐陽明高認為，“東岳的質(zhì)子交換膜技術是核心中的核心，東岳在燃料電池質(zhì)子交換膜方面，具有獨一無二的世界領先的先進技術。”
中國工程院院士、中國工程院原副院長干勇表示，東岳這條生產(chǎn)線投產(chǎn)，標志著中國燃料電池最核心的材料——質(zhì)子交換膜的規(guī)模化能力達到了世界級水平，將有力地支持氫能產(chǎn)業(yè)健康持續(xù)發(fā)展。
張永明說，經(jīng)過多年發(fā)展，東岳集團打造了全球最完整的燃料電池全氟質(zhì)子膜產(chǎn)業(yè)鏈之一，已形成涵蓋原材料、關鍵中間體、樹脂及質(zhì)子交換膜全方位的知識產(chǎn)權體系，取得了70余項國內(nèi)外授權專利。其中，燃料電池質(zhì)子膜成膜聚合物榮獲2019年中國專利金獎。
其他核心材料國產(chǎn)化尚待時日
業(yè)內(nèi)專家表示，雖然我國已在質(zhì)子交換膜上實現(xiàn)技術突破和規(guī)模生產(chǎn)，但催化劑材料、氣體擴散層、密封墊片等燃料電池上的其他核心零部件尚未國產(chǎn)化或技術水平很低，仍需下力氣組織科研院所和企業(yè)進行突破。
科技部十四五氫能專家組成員、清華大學車輛與運載學院客座研究員賀萍說，當前，在燃料電池電堆的核心零部件中，除東岳質(zhì)子膜和樹脂已經(jīng)實現(xiàn)國產(chǎn)規(guī)模化制造，形成了完整產(chǎn)業(yè)鏈，并取得可與國際同類產(chǎn)品相媲美的功能外，其他核心材料，如催化劑、氣體擴散層還主要依賴進口。
比如，催化劑發(fā)揮著催化氧氣分子的還原和氫氣分子的氧化作用，要求高活性、高穩(wěn)定性，能夠耐受寬廣電化學電位范圍的極化循環(huán)，抗反應氣體中雜質(zhì)中毒污染。目前這一領域的核心企業(yè)主要分布在美國和日本等國家，國內(nèi)已有企業(yè)在做，但在反應活性、載體耐腐蝕性等方面還有很大差距。
氣體擴散層也正在向國產(chǎn)化邁進，但尚未形成完整產(chǎn)業(yè)鏈，如載體碳、基材碳紙等，多還依賴進口。
賀萍表示，邊框、密封材料是當前運行燃料電池的主要失效機制之一，需要進一步探索材料的設計要求，提高產(chǎn)品的可靠性和國產(chǎn)化率，如增加PI材料的穩(wěn)定性、提高PEN的國產(chǎn)能力；邊框及封框材料需增加材料與質(zhì)子膜的力學、化學兼容匹配性及材料的耐候性，密封圈需提高密封結構設計及模擬、仿真、驗證能力。
