東岳150萬平方米質(zhì)子交換膜生產(chǎn)線一期工程于18日在位于山東省淄博市桓臺(tái)縣的東岳集團(tuán)投產(chǎn)，業(yè)內(nèi)專家認(rèn)為這標(biāo)志著我國氫能核心材料質(zhì)子交換膜的技術(shù)水平和生產(chǎn)規(guī)模均邁入全球領(lǐng)先行列。業(yè)內(nèi)專家同時(shí)指出，燃料電池的其他核心材料如催化劑、氣體擴(kuò)散層，還在依賴進(jìn)口，宜加速技術(shù)突破。

質(zhì)子交換膜實(shí)現(xiàn)技術(shù)水平和生產(chǎn)規(guī)模雙突破

氫能發(fā)展是大勢所趨，美國、日本、德國、韓國等發(fā)達(dá)國家都已制定迎接氫能時(shí)代的行動(dòng)目標(biāo)及技術(shù)路線圖。我國于2019年將氫能源寫入政府工作報(bào)告。

氫燃料電池汽車是氫能的重要應(yīng)用領(lǐng)域，而燃料電池質(zhì)子交換膜則被稱為燃料電池汽車發(fā)動(dòng)機(jī)的“芯片”。東岳集團(tuán)歷經(jīng)16年科研攻關(guān)，突破了這一核心技術(shù)。東岳質(zhì)子交換膜已經(jīng)獲得奔馳和福特(AFCC)公司嚴(yán)苛認(rèn)證，壽命突破6000小時(shí)，性能全球領(lǐng)先。

東岳集團(tuán)首席科學(xué)家、上海交通大學(xué)教授張永明說，全球主要從事燃料電池質(zhì)子膜研發(fā)和生產(chǎn)的公司除了東岳，還有美國戈?duì)柟尽⒍虐罟荆毡拘裣踝庸荆聡退狗蚬镜仁畮准遥珫|岳靠著自身完整的產(chǎn)業(yè)鏈條，成為全球僅有的兩家能夠?yàn)榱慨a(chǎn)氫燃料電池汽車提供質(zhì)子交換膜的企業(yè)之一。

據(jù)悉，東岳質(zhì)子交換膜生產(chǎn)線一期工程年產(chǎn)量為50萬平方米，全部達(dá)產(chǎn)后，可實(shí)現(xiàn)年產(chǎn)150萬平方米。

“氫能是我國戰(zhàn)略發(fā)展的新興產(chǎn)業(yè)，核心技術(shù)必須要國產(chǎn)化。”中國科學(xué)院院士歐陽明高認(rèn)為，“東岳的質(zhì)子交換膜技術(shù)是核心中的核心，東岳在燃料電池質(zhì)子交換膜方面，具有獨(dú)一無二的世界領(lǐng)先的先進(jìn)技術(shù)。”

中國工程院院士、中國工程院原副院長干勇表示，東岳這條生產(chǎn)線投產(chǎn)，標(biāo)志著中國燃料電池最核心的材料——質(zhì)子交換膜的規(guī)模化能力達(dá)到了世界級(jí)水平，將有力地支持氫能產(chǎn)業(yè)健康持續(xù)發(fā)展。

張永明說，經(jīng)過多年發(fā)展，東岳集團(tuán)打造了全球最完整的燃料電池全氟質(zhì)子膜產(chǎn)業(yè)鏈之一，已形成涵蓋原材料、關(guān)鍵中間體、樹脂及質(zhì)子交換膜全方位的知識(shí)產(chǎn)權(quán)體系，取得了70余項(xiàng)國內(nèi)外授權(quán)專利。其中，燃料電池質(zhì)子膜成膜聚合物榮獲2019年中國專利金獎(jiǎng)。

其他核心材料國產(chǎn)化尚待時(shí)日

業(yè)內(nèi)專家表示，雖然我國已在質(zhì)子交換膜上實(shí)現(xiàn)技術(shù)突破和規(guī)模生產(chǎn)，但催化劑材料、氣體擴(kuò)散層、密封墊片等燃料電池上的其他核心零部件尚未國產(chǎn)化或技術(shù)水平很低，仍需下力氣組織科研院所和企業(yè)進(jìn)行突破。

科技部十四五氫能專家組成員、清華大學(xué)車輛與運(yùn)載學(xué)院客座研究員賀萍說，當(dāng)前，在燃料電池電堆的核心零部件中，除東岳質(zhì)子膜和樹脂已經(jīng)實(shí)現(xiàn)國產(chǎn)規(guī)模化制造，形成了完整產(chǎn)業(yè)鏈，并取得可與國際同類產(chǎn)品相媲美的功能外，其他核心材料，如催化劑、氣體擴(kuò)散層還主要依賴進(jìn)口。

比如，催化劑發(fā)揮著催化氧氣分子的還原和氫氣分子的氧化作用，要求高活性、高穩(wěn)定性，能夠耐受寬廣電化學(xué)電位范圍的極化循環(huán)，抗反應(yīng)氣體中雜質(zhì)中毒污染。目前這一領(lǐng)域的核心企業(yè)主要分布在美國和日本等國家，國內(nèi)已有企業(yè)在做，但在反應(yīng)活性、載體耐腐蝕性等方面還有很大差距。

氣體擴(kuò)散層也正在向國產(chǎn)化邁進(jìn)，但尚未形成完整產(chǎn)業(yè)鏈，如載體碳、基材碳紙等，多還依賴進(jìn)口。

賀萍表示，邊框、密封材料是當(dāng)前運(yùn)行燃料電池的主要失效機(jī)制之一，需要進(jìn)一步探索材料的設(shè)計(jì)要求，提高產(chǎn)品的可靠性和國產(chǎn)化率，如增加PI材料的穩(wěn)定性、提高PEN的國產(chǎn)能力；邊框及封框材料需增加材料與質(zhì)子膜的力學(xué)、化學(xué)兼容匹配性及材料的耐候性，密封圈需提高密封結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)及模擬、仿真、驗(yàn)證能力。