首條自主生產(chǎn)線投產(chǎn) 質(zhì)子交換膜不再貴如黃金

來源：科技日報時間：2021-12-15 09:40:59

尋材問料

◎本報記者吳純新

氫燃料電池車被視為新能源汽車的下一個風(fēng)口。而質(zhì)子交換膜作為氫燃料電池核心部件，類似手機(jī)和電腦上的中央處理器（CPU），其質(zhì)量好壞直接影響電池的使用壽命。而此前，國內(nèi)質(zhì)子交換膜中99%需要從國外進(jìn)口。武漢綠動氫能能源技術(shù)有限公司技術(shù)專家12月13日接受科技日報記者采訪時表示，1平方米（重20多克）質(zhì)子交換膜的進(jìn)口價格堪比同等重量的黃金，這嚴(yán)重制約了我國氫燃料電池的發(fā)展。

如今，這樣的局面正在被打破，12月5日，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。

據(jù)業(yè)內(nèi)專家介紹，氫燃料電池的“發(fā)電”是利用氫氣與氧氣進(jìn)行非燃燒的氧化還原反應(yīng)，產(chǎn)生電子和氫離子，電子與氫離子通過催化劑實(shí)現(xiàn)分離后，電子通過外電路進(jìn)行輸送，質(zhì)子交換膜為氫離子的遷移和輸送提供通道，使得氫離子經(jīng)過膜從陽極到達(dá)陰極，與外電路的電子轉(zhuǎn)移構(gòu)成回路，向外界提供電流，因此質(zhì)子交換膜的性能好壞，直接影響著電池的使用壽命。

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，但其開發(fā)和生產(chǎn)難度很大，制造成本高、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(xiàng)目投資70億元，重點(diǎn)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(jìn)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)，該公司最終實(shí)現(xiàn)氫燃料電池質(zhì)子交換膜生產(chǎn)線的投產(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，其在質(zhì)子電導(dǎo)率、氣體滲透率、機(jī)械強(qiáng)度等方面均相當(dāng)或優(yōu)于國外同類競品，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，這一生產(chǎn)線的投產(chǎn)，意味著我國在質(zhì)子交換膜高端產(chǎn)品領(lǐng)域擁有了自主生產(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(jìn)。

國家電投氫能公司總經(jīng)理張銀廣說，目前該生產(chǎn)線生產(chǎn)的質(zhì)子交換膜已實(shí)現(xiàn)在大功率燃料電池電堆應(yīng)用，可滿足燃料電池汽車、加濕器等多個場景應(yīng)用需求，達(dá)產(chǎn)后可同時滿足2萬輛氫燃料電池車的需求。

關(guān)鍵詞：進(jìn)行武漢生產(chǎn) 交換質(zhì)子

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