膜电极作为燃料电池反应发生的场所,被称为燃料电池电堆的“心脏”,也是氢能产业链发展的重要一环,如何让这颗“心脏”在湖北搏动更加强劲,湖北正在进行新探索。
在武汉理工氢电科技公司,一张张薄如报纸的黑色薄膜正在来回穿梭、组装,而这些薄膜就是决定电池成本和寿命的关键部件——膜电极,这也是国内首条膜电极自动化生产线。
武汉理工大学材料复合新技术国家重点实验室副主任潘牧:“一个电堆里有几百片膜电极,所以它是整个电池里面的反应‘芯片’,占成本占到60%以上。”
过去,膜电极是制约中国氢能产业发展的“卡脖子”难题,核心难点在于如何让催化剂、质子交换膜、气体扩散层三者完美搭配,成功和膜电极发生反应,提高膜电极性能。为了解决这个难题,团队努力了20年。
武汉理工大学材料复合新技术国家重点实验室副主任潘牧:“20年前做膜电极的时候,质子交换膜它的厚度是170微米,通过我们的实验,进行不断开发迭代,现在是低于10微米,降低了17倍。”
现在,武汉理工氢电科技公司作为国内排名第一的膜电极供应商,公司自主开发的国内首款CCM型膜电极,无论是电流密度还是功率密度均大幅提升,膜电极寿命增加到18000小时,产品大批量出口美国、德国、韩国等国际市场。下一步,如何在全新赛道抢占机会,企业目标清晰。
武汉理工大学材料复合新技术国家重点实验室副主任潘牧:“平常大家用的不到0.6伏(电压),我们现在正在努力去做的一件事情就是我们的膜电极要在0.8伏的电压下能够工作,那么它的氢气消耗量要减少20%以上。如果能够率先突破,又是为中国取得一个新的制高点。”
放眼湖北,武钢气体焦炉煤气制氢项目将于今年投产,三峡集团正在开展制加氢一体化项目,国网武汉电力公司正在投资建设电解水制氢生产基地。同时,孝感、荆门、宜昌等城市具备充裕的氢气供给能力。从质子膜、膜电极,到氢燃料电池系统、加氢站和氢燃料电池整车,湖北氢能产业集群正在成形。
武汉市氢能产业促进会理事长陈洪:“在全国来说,我们从应用端,包括应用场景,每个产业链都覆盖到了,我们要积极争取国家城市圈的支持政策,打通整个氢能产业的制、储、运、加、用各个环节,形成合力,打造国内的氢能(产业)示范城市。”
(湖北广电融媒体记者 祝如月 卞勇 余旭东 责任编辑 李小涵)