武漢綠動氫能能源：國內首條氫燃料電池質子交換膜生產線投產
2021-12-08 21:02:20?來源:?科技日報?作者:?吳純新
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科技日報記者
吳純新
車谷融媒供圖
"簡單來講，這個質子交換膜類似手機和電腦上的CPU，是氫燃料電池的核心部件。"12月8日，武漢綠動氫能能源的技術專家介紹，此前國內所需99%以上依賴進口，"1平方米質子交換膜重20多克，價格堪比同等重量的黃金。"
12月5日，國內首條全自主可控的氫燃料電池質子交換膜生產線在武漢投產，預計年產能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口。
質子交換膜作為氫燃料電池核心部件，其質量好壞直接影響電池的使用壽命。行業專家介紹，氫氣與氧氣進行非燃燒的氧化還原反應，通過催化劑實現電子與離子分離，氫離子可以直接穿過質子交換膜到達陰極，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生直流電。
目前，氫燃料電池中使用的質子交換膜大多采用全氟化聚合物材料合成。這種材料具有穩定性好、使用壽命長等優勢，但開發和生產難度很大，制造成本過高、售價昂貴，國產化程度低，性能穩定的規模化生產更是難上加難。
去年7月，國家電投氫能公司在武漢經開區注冊成立武漢綠動氫能能源技術有限公司，啟動建設"國家電投華中氫能產業基地和研發中心"。該項目投資70億元，重點開展燃料電池核心部件產品研發及生產，包括質子交換膜、膜電極、碳紙、電堆及燃料電池系統，同時進行電解水制氫關鍵設備的研發和生產。
經過17個月的攻關，終于實現氫燃料電池質子交換膜生產線投產。
車谷融媒供圖
此次投產的30萬平方米質子交換膜生產線，可生產厚度從8微米到20微米的質子交換膜，產品在質子電導率、氣體滲透率（H2）、機械強度等方面均相當或優于國內外同類競品，但價格只有國外同類產品的一半。
對此，中國科學院院士、武漢理工大學校長張清杰表示，質子交換膜的成本對未來氫燃料電池發展具有重要影響，這一產線投產意味著我國在質子交換膜高端產品領域擁有自主生產的能力，將推動我國燃料電池核心材料產業向前大步邁進。
產業發展大步前行
"作為國內首條全自主可控質子交換膜生產線，打破了國內質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理張銀廣說，目前已實現在大功率燃料電池電堆應用，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用需求，達產后可同時滿足2萬輛氫燃料電池車的需求。
除質子交換膜生產線外，華中氫能產業基地的萬套燃料電池電堆、百萬片級膜電極生產線也已啟動建設，將于明年年中建成投產。
據介紹，國家電投氫能公司在武漢經開區已搭建國內一流的測試評價實驗室，組建高水平的專業技術團隊。下一步將持續加大對華中氫能產業基地的投入，加強與產業鏈上下游伙伴的合作。
同時，武漢經開區也已布局東風、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的氫能企業，基本形成從質子交換膜、膜電極、氫燃料電池電堆到氫能整車生產制造的全產業鏈，氫能產業集群態勢初顯。
投產儀式現場，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公司揭牌。這是氫能產業商業模式的最新嘗試，將以用戶需求為驅動，規模化購置運營燃料電池車輛，在環衛、渣土倒運、客運通勤、物流等細分應用場景提供一體化運營解決方案。
計劃5年內在武漢及周邊地區運營燃料電池車輛6000輛以上，成為華中地區及長江流域規模最大的專業氫燃料電池車輛運營平臺。
此外，國家電投氫能公司—武漢理工大學聯合技術中心同步成立，攜手合作共同解決我國燃料電池、電解水制氫和液流電池領域所需關鍵材料和技術依賴進口的問題，力爭早日實現自主國產化。
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