燃料電池質子交換膜實現量產
來源：新華財經 2020-11-20
東岳150萬平方米質子交換膜生產線一期工程于18日在位于山東省淄博市桓臺縣的東岳集團投產，業內專家認為這標志著我國氫能核心材料質子交換膜的技術水平和生產規模均邁入全球領先行列。業內專家同時指出，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。
質子交換膜實現技術水平和生產規模雙突破
氫能發展是大勢所趨，美國、日本、德國、韓國等發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，而燃料電池質子交換膜則被稱為燃料電池汽車發動機的“芯片”。東岳集團歷經16年科研攻關，突破了這一核心技術。東岳質子交換膜已經獲得奔馳和福特(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子膜研發和生產的公司除了東岳，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業鏈條，成為全球僅有的兩家能夠為量產氫燃料電池汽車提供質子交換膜的企業之一。
據悉，東岳質子交換膜生產線一期工程年產量為50萬平方米，全部達產后，可實現年產150萬平方米。
“氫能是我國戰略發展的新興產業，核心技術必須要國產化。”中國科學院院士歐陽明高認為，“東岳的質子交換膜技術是核心中的核心，東岳在燃料電池質子交換膜方面，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，東岳這條生產線投產，標志著中國燃料電池最核心的材料——質子交換膜的規模化能力達到了世界級水平，將有力地支持氫能產業健康持續發展。
張永明說，經過多年發展，東岳集團打造了全球最完整的燃料電池全氟質子膜產業鏈之一，已形成涵蓋原材料、關鍵中間體、樹脂及質子交換膜全方位的知識產權體系，取得了70余項國內外授權專利。其中，燃料電池質子膜成膜聚合物榮獲2019年中國專利金獎。
其他核心材料國產化尚待時日
業內專家表示，雖然我國已在質子交換膜上實現技術突破和規模生產，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化或技術水平很低，仍需下力氣組織科研院所和企業進行突破。
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，除東岳質子膜和樹脂已經實現國產規模化制造，形成了完整產業鏈，并取得可與國際同類產品相媲美的功能外，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、高穩定性，能夠耐受寬廣電化學電位范圍的極化循環，抗反應氣體中雜質中毒污染。目前這一領域的核心企業主要分布在美國和日本等國家，國內已有企業在做，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化邁進，但尚未形成完整產業鏈，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，提高產品的可靠性和國產化率，如增加PI材料的穩定性、提高PEN的國產能力；邊框及封框材料需增加材料與質子膜的力學、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。
