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6月30日，由東方電氣集團(tuán)主辦、東方鍋爐承辦的成都第二屆國際氫能及燃料電池產(chǎn)業(yè)大會暨首屆川渝氫能產(chǎn)業(yè)生態(tài)合作大會隆重舉行。
加拿大國家工程院院士、廣州大學(xué)化學(xué)化工學(xué)院教授、黃埔氫能源創(chuàng)新中心主要負(fù)責(zé)人和首席科學(xué)家、鴻基創(chuàng)能副董事長兼首席技術(shù)官葉思宇在現(xiàn)場指出：燃料電池關(guān)鍵材料是亟待解決的核心突破方向。
膜電極作為燃料電池一個非常重要的材料，是整個燃料電池體系中的功能中心、應(yīng)力中心、多種技術(shù)集成中心。
葉院士表示，由于目前仍然依賴于鉑基催化劑，在整個燃料電池電堆和系統(tǒng)中，膜電極成本占比非常高，即使到未來的50萬套系統(tǒng)/年或者100萬套系統(tǒng)/年的狀態(tài)下，膜電極在整個電堆中成本也高達(dá)60%。從某種意義上講，膜電極擔(dān)負(fù)著整個燃料電池系統(tǒng)成本下降最艱巨的任務(wù)。
除了要在膜電極身上發(fā)力以外，上游關(guān)鍵材料的技術(shù)進(jìn)步和規(guī)模化制造也非常重要。以質(zhì)子交換膜為例，由于厚度急劇下降，對燃料電池質(zhì)子導(dǎo)電率所帶來的性能提升非常顯著，同時由于膜厚度的下降并沒有帶來任何生命周期的減少，反而還有所提升，所以從這個過程中也充分看出燃料電池關(guān)鍵技術(shù)的進(jìn)步，要考慮到整個生命周期的成本。
催化劑也一樣，近幾年隨著鉑基催化劑的廣泛運(yùn)用，新型低鉑催化劑的研發(fā)與逐步產(chǎn)業(yè)化提升非常快。另外，非貴重金屬催化劑也進(jìn)行了幾十年的研究，雖然進(jìn)步很大，但是離商業(yè)化應(yīng)用還有一段距離。
關(guān)鍵材料的創(chuàng)新研發(fā)和產(chǎn)業(yè)化，同時也是我國供應(yīng)鏈體系安全性上一個非常重要的環(huán)節(jié)。
葉院士強(qiáng)調(diào)，除了關(guān)鍵材料的研發(fā)和產(chǎn)業(yè)化以外，膜電極的規(guī)模化智能制造技術(shù)進(jìn)一步提升也非常重要。隨著電堆功率密度的進(jìn)一步提升，對膜電極本身的一致性和良品率也帶來更大的挑戰(zhàn)。從某些計(jì)算表明，如果膜電極的良品率從99%下降到90%，就會對電堆組裝的成本增加將近一倍。
在膜電極的整個制造過程中，一定要在鉑金的載量、催化層厚度以及其它缺陷的檢測和控制能力上加以重視，才能保證膜電極良品率和一致性的提高。
鴻基創(chuàng)能科技（廣州）有限公司（簡稱：鴻基創(chuàng)能）作為一家研發(fā)燃料電池和電解水制氫膜電極的公司，過去4年內(nèi)做過哪些努力？
2017年，鴻基創(chuàng)能在廣州黃埔成立，專注燃料電池和電解水制氫膜電極的研發(fā)和產(chǎn)業(yè)化的工作，協(xié)助電堆及整車廠提高燃料電池電堆的性能和降低成本。目前已實(shí)現(xiàn)每年CCM30萬平米、膜電極1000萬片的產(chǎn)能。
在過去幾年，鴻基創(chuàng)能的產(chǎn)品性能一致性和壽命良品率均全國領(lǐng)先，也得到一些歐洲和美國用戶的一致好評，在性能成本上面也下降了50%以上。過去兩年國內(nèi)可能有3~4家電堆企業(yè)宣稱電堆成本已經(jīng)降到1500元/千瓦，這里面就有鴻基創(chuàng)能膜電極的貢獻(xiàn)。
鴻基創(chuàng)能在2021和2022年各生產(chǎn)和銷售100萬片和170萬片。業(yè)績與技術(shù)的突破離不開努力與思考，鴻基創(chuàng)能在膜電極研發(fā)產(chǎn)業(yè)化方面，從配合關(guān)鍵材料企業(yè)進(jìn)行材料研發(fā)和自主化，到對關(guān)鍵材料篩選和催化層結(jié)構(gòu)的優(yōu)化，以及制成工業(yè)連續(xù)化和裝備自主化，再到配合燃料電池上下游企業(yè)進(jìn)行全產(chǎn)業(yè)鏈工程化驗(yàn)證，都做了非常多的努力。
值得一提的是，鴻基創(chuàng)能在過去幾年推出的兩款相對比較成熟的產(chǎn)品：SER和XER，這兩款產(chǎn)品都獲得了國內(nèi)外眾多企業(yè)的好評和認(rèn)可。
葉院士最后表示，氫燃料電池大規(guī)模商業(yè)化目前仍然面臨著嚴(yán)峻的成本挑戰(zhàn)，而規(guī)模化和進(jìn)一步的技術(shù)進(jìn)步以及全產(chǎn)業(yè)鏈的協(xié)同發(fā)展將帶來成本的迅速下降。此外，氫燃料電池膜電極及其關(guān)鍵材料研發(fā)和產(chǎn)業(yè)化在燃料電池大規(guī)模商業(yè)化中起著至關(guān)重要的作用，以產(chǎn)業(yè)化導(dǎo)向的政、產(chǎn)、學(xué)、研、用的緊密合作是關(guān)鍵材料不斷更新?lián)Q代的最佳路徑。
