首條自主生產線投產 質子交換膜不再貴如黃金

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口。而質子交換膜作為氫燃料電池核心部件，類似手機和電腦上的中央處理器（CPU），其質量好壞直接影響電池的使用壽命。而此前，國內質子交換膜中99%需要從國外進口。武漢綠動氫能能源技術有限公司技術專家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）質子交換膜的進口價格堪比同等重量的黃金，這嚴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。

據業(yè)內專家介紹，氫燃料電池的“發(fā)電”是利用氫氣與氧氣進行非燃燒的氧化還原反應，產生電子和氫離子，電子與氫離子通過催化劑實現(xiàn)分離后，電子通過外電路進行輸送，質子交換膜為氫離子的遷移和輸送提供通道，使得氫離子經過膜從陽極到達陰極，與外電路的電子轉移構成回路，向外界提供電流，因此質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)和生產難度很大，制造成本高、售價昂貴，國產程度低，性能穩(wěn)定的規(guī)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(yè)基地和研發(fā)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(fā)及生產，包括質子交換膜、膜電極、碳紙、電堆及燃料電池系統(tǒng)，同時進行電解水制氫關鍵設備的研發(fā)和生產。

經過17個月攻關，該公司最終實現(xiàn)氫燃料電池質子交換膜生產線的投產。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，其在質子電導率、氣體滲透率、機械強度等方面均相當或優(yōu)于國外同類競品，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(fā)展具有重要影響，這一生產線的投產，意味著我國在質子交換膜高端產品領域擁有了自主生產的能力，將推動我國燃料電池核心材料產業(yè)向前大步邁進。

國家電投氫能公司總經理張銀廣說，目前該生產線生產的質子交換膜已實現(xiàn)在大功率燃料電池電堆應用，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。

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