鴻基創(chuàng)能生產(chǎn)車間。受訪者供圖

位于廣州黃埔的鴻基創(chuàng)能科技（廣州）有限公司（簡(jiǎn)稱“鴻基創(chuàng)能”）公司大廳中，展示著核心產(chǎn)品膜電極，這一片像塑料一樣不大的薄片，卻是氫燃料電池的“芯片”。鴻基創(chuàng)能打破了國(guó)內(nèi)一直無法實(shí)現(xiàn)膜電極規(guī)?；a(chǎn)的瓶頸，是國(guó)內(nèi)首家實(shí)現(xiàn)氫燃料電池膜電極大規(guī)模產(chǎn)業(yè)化的企業(yè)，填補(bǔ)了國(guó)內(nèi)在該領(lǐng)域的空白。

加拿大國(guó)家工程院院士、鴻基創(chuàng)能副董事長(zhǎng)兼首席技術(shù)官葉思宇告訴記者，鴻基創(chuàng)能現(xiàn)在已經(jīng)可以批量為國(guó)內(nèi)外燃料電池廠商提供低成本、高性能的膜電極，2022年全年膜電極出貨量達(dá)到170萬片，“目前來看，中國(guó)的氫燃料電池膜電極在產(chǎn)能和質(zhì)量上都已達(dá)到國(guó)際先進(jìn)水平”。

“整個(gè)行業(yè)有了信心”

鴻基創(chuàng)能成立于2017年12月，是廣州開發(fā)區(qū)引進(jìn)的首家燃料電池核心零部件——膜電極研發(fā)生產(chǎn)企業(yè)。

膜電極被譽(yù)為燃料電池“芯片”，決定了燃料電池的性能、壽命和成本，其成本約占燃料電池電堆成本的65%。此前，國(guó)內(nèi)一直無法實(shí)現(xiàn)膜電極規(guī)?；a(chǎn)，膜電極主要依賴進(jìn)口。這主要是國(guó)內(nèi)傳統(tǒng)的膜電極制備工藝包含了噴涂以及熱壓轉(zhuǎn)印等不可連續(xù)化或者低線速度的步驟，這種不連續(xù)化工藝將產(chǎn)生工藝制備過程的不可控制性及產(chǎn)品的不均一性，同時(shí)，低線速度將會(huì)制約大規(guī)模產(chǎn)業(yè)化。

葉思宇帶領(lǐng)研發(fā)團(tuán)隊(duì)開發(fā)了國(guó)際領(lǐng)先的CCM陰陽極雙面直接涂布技術(shù)、膜電極一體化成型技術(shù)、膜電極自動(dòng)化快速封裝技術(shù)，生產(chǎn)的CCM及膜電極產(chǎn)品核心技術(shù)自主可控。

“目前我們產(chǎn)品性能、一致性、良品率均位居全國(guó)前列，對(duì)標(biāo)國(guó)際一流水平。”葉思宇介紹，鴻基創(chuàng)能目前已和國(guó)內(nèi)外超過100家燃料電池電堆和系統(tǒng)客戶形成有效合作機(jī)制，客戶范圍涵蓋亞洲、北美、歐洲等地區(qū)的知名燃料電池企業(yè)，配套的車型包括燃料電池客車、燃料電池廂式車、燃料電池重卡等，在國(guó)內(nèi)自主化膜電極配套車型案例中位居前列。

2021年，鴻基創(chuàng)能實(shí)現(xiàn)了出貨100萬片膜電極產(chǎn)品的行業(yè)紀(jì)錄；2022年實(shí)現(xiàn)新突破，全年出貨量達(dá)到170萬片膜電極。

“產(chǎn)能到100萬片的時(shí)候，整個(gè)行業(yè)有了信心。”葉思宇這樣說。目前，除了鴻基創(chuàng)能，唐鋒能源、武漢理工氫電、擎動(dòng)科技以及泰極動(dòng)力等多家膜電極企業(yè)的國(guó)產(chǎn)生產(chǎn)線先后落成，國(guó)內(nèi)膜電極企業(yè)擴(kuò)張步伐明顯加速，我國(guó)的膜電極領(lǐng)域步入批量化生產(chǎn)步伐。

以剝洋蔥方式層層遞進(jìn)

此前，《廣東省加快建設(shè)燃料電池汽車示范城市群行動(dòng)計(jì)劃（2022—2025年）》發(fā)布，提出要提升關(guān)鍵零部件研發(fā)產(chǎn)業(yè)化水平，包括電堆、膜電極、雙極板、質(zhì)子交換膜、催化劑、碳紙、空氣壓縮機(jī)、氫氣循環(huán)系統(tǒng)八大關(guān)鍵零部件技術(shù)。

該計(jì)劃提到的八大關(guān)鍵零部件，其實(shí)就涵蓋了燃料電池的構(gòu)成。但其中，廣東目前僅有電堆、膜電極產(chǎn)品技術(shù)和產(chǎn)能比較成熟，其他零部件都與國(guó)際先進(jìn)水平有一定差距。葉思宇指出，由于國(guó)內(nèi)氫能應(yīng)用起步較晚，燃料電池產(chǎn)業(yè)仍處于商業(yè)化的初期，關(guān)鍵材料的研發(fā)和產(chǎn)業(yè)化步伐也還未達(dá)到像類似鋰電的規(guī)模和水平，但隨著國(guó)內(nèi)燃料電池市場(chǎng)的逐步爆發(fā)，國(guó)內(nèi)企業(yè)已經(jīng)在逐步啟動(dòng)從催化劑、PEM到氣體擴(kuò)散層的國(guó)產(chǎn)化滲透，打破核心材料高度進(jìn)口依賴導(dǎo)致的高成本現(xiàn)狀。鴻基創(chuàng)能也在聯(lián)動(dòng)上下游企業(yè)共同加快國(guó)產(chǎn)化步伐，明年底將力爭(zhēng)實(shí)現(xiàn)質(zhì)子交換膜、催化劑、碳紙和膜電極四大零部件國(guó)產(chǎn)化，“這就像歐陽明高院士形象地提出的剝洋蔥方式，要層層遞進(jìn)”。

葉思宇還指出，氫能產(chǎn)業(yè)鏈要以區(qū)域間合作形成中國(guó)氫能產(chǎn)業(yè)的優(yōu)勢(shì)，“廣東近幾年對(duì)于氫能產(chǎn)業(yè)的科研投入很大，廣東的高校、科研院所以及企業(yè)的研發(fā)能力較強(qiáng)，幾個(gè)方面的優(yōu)勢(shì)造就了廣東發(fā)展氫能產(chǎn)業(yè)的巨大潛力”。

氫能應(yīng)用不限于汽車

除了燃料電池汽車外，鴻基創(chuàng)能產(chǎn)品的應(yīng)用領(lǐng)域還包括燃料電池?zé)o人機(jī)、叉車、自行車、固定式發(fā)電和備用電站等，與此同時(shí)正推進(jìn)PEM電解水制氫膜電極的技術(shù)開發(fā)和規(guī)模化制造，拓寬我國(guó)的綠氫產(chǎn)業(yè)化應(yīng)用場(chǎng)景，加快綠色低碳制氫的商業(yè)化進(jìn)程。

“有部分人容易將氫能簡(jiǎn)單等同于燃料電池，將燃料電池等同于燃料電池汽車，然后去與電動(dòng)汽車作比較，這樣的理解存在偏頗，也降低了整個(gè)氫能產(chǎn)業(yè)的重要性。”葉思宇強(qiáng)調(diào)，從能源結(jié)構(gòu)的轉(zhuǎn)型和調(diào)整來說，氫能很好地起到了串聯(lián)從能源制取到能源使用兩端的作用。

新能源發(fā)電過程當(dāng)中，電池儲(chǔ)能在應(yīng)對(duì)跨季節(jié)、長(zhǎng)時(shí)間的儲(chǔ)能需求上存在一定的局限性，而氫能在其中起到了非常重要的作用，即通過電解水制氫將可再生能源轉(zhuǎn)化為氫氣，應(yīng)用于燃料電池汽車交通領(lǐng)域，或是應(yīng)用在煉鋼、化工、制氨等行業(yè)。“電解水制氫在應(yīng)對(duì)可再生能源波動(dòng)性和間歇性上有其獨(dú)到之處。”葉思宇表示，“將燃料電池汽車這一交通端應(yīng)用作為示范窗口，其重要性是不言而喻的。但氫能產(chǎn)業(yè)除了在交通領(lǐng)域外，在工業(yè)、農(nóng)業(yè)、發(fā)電等領(lǐng)域都有其獨(dú)到的用處。”

南方日?qǐng)?bào)記者 劉倩 郜小平

實(shí)習(xí)生 郭峻豪