◎ 科技日报记者 吴纯新

“简单来讲,这个质子交换膜类似手机和电脑上的CPU,是核心部件。”12月8日,武汉绿动氢能能源的技术专家介绍,此前国内所需99%以上依赖进口,“1平方米质子交换膜重20多克,价格堪比同等重量的黄金。”

如今,窘境已被突破。日前,国内首条全自主可控的氢燃料电池质子交换膜生产线在武汉投产,预计年产能30万平方米。

打破依赖,价格减半

氢燃料电池车被视为新能源汽车的下一个风口。

质子交换膜作为氢燃料电池核心部件,其质量好坏直接影响电池的使用寿命。 行业专家介绍,氢气与氧气进行非燃烧的氧化还原反应,通过催化剂实现电子与离子分离,氢离子可以直接穿过质子交换膜到达阴极,而电子只能通过外电路才能到达阴极,电子通过外电路流向阴极时就可产生直流电。

目前,氢燃料电池中使用的质子交换膜大多采用全氟化聚合物材料合成。这种材料具有稳定性好、使用寿命长等优势,但开发和生产难度很大,制造成本过高、售价昂贵,国产程度低,性能稳定的规模化生产更是难上加难。

去年7月,国家电投氢能公司在武汉经开区注册成立武汉绿动氢能能源技术有限公司,启动建设“国家电投华中氢能产业基地和研发中心”。该项目投资70亿元,重点开展燃料电池核心部件产品研发及生产,包括质子交换膜、膜电极、碳纸、电堆及燃料电池系统,同时进行电解水制氢关键设备的研发和生产。

经过17个月攻关,终于实现氢燃料电池质子交换膜生产线投产。

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此次投产的30万平方米质子交换膜生产线,可生产厚度从8微米到20微米的质子交换膜,产品在质子电导率、气体渗透率、机械强度等方面均相当或优于国内外同类竞品 ,但价格只有国外同类产品的一半。

对此,中国科学院院士、武汉理工大学校长张清杰表示,质子交换膜的成本对未来氢燃料电池发展具有重要影响,武汉生产线投产意味着我国在质子交换膜高端产品领域拥有自主生产的能力,将推动我国燃料电池核心材料产业向前大步迈进。

产业发展大步前行

“作为国内首条全自主可控质子交换膜生产线,其打破了国内质子交换膜市场被国外厂家长期垄断的局面。” 国家电投氢能公司总经理张银广说,武汉生产线目前已实现在大功率燃料电池电堆应用,接获多家公司采购订单,可满足燃料电池汽车、加湿器等多个场景应用需求,达产后可同时满足2万辆氢燃料电池车的需求。

除质子交换膜生产线外,华中氢能产业基地的万套燃料电池电堆、百万片级膜电极生产线也已启动建设,将于明年年中建成投产。

据介绍,国家电投氢能公司在武汉经开区已搭建国内一流的测试评价实验室,组建高水平的专业技术团队。下一步将持续加大对华中氢能产业基地的投入,加强与产业链上下游伙伴的合作。

同时,武汉经开区也已布局东风、国家电投、武汉理工氢电科技、众宇动力、雄韬氢能等一大批拥有自主核心技术的氢能企业,基本形成从质子交换膜、膜电极、氢燃料电池电堆到氢能整车生产制造的全产业链,氢能产业集群态势初显。

投产仪式现场,由国家电投牵头组建的武汉氢能交通运营平台——湖北氢动力科技服务公司揭牌。这是氢能产业商业模式的最新尝试,将以用户需求为驱动,规模化购置运营燃料电池车辆,在环卫、渣土倒运、客运通勤、物流等细分应用场景提供一体化运营解决方案。

来源:科技日报 文中图片均由车谷融媒提供

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