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,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。
據業內專家介紹,氫燃料電池的發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。據悉,重卡的主要功用是載重運輸,對于動力系統的自重有著較高的要求。。
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定性好,使用壽命長等優勢,但其開發和生產難度很大,制造成本高,售價昂貴,國產程度低,性能穩定的規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基地和研發中心該項目投資70億元,重點開展燃料電池核心部件產品研發及生產,包括質子交換膜,膜電極,碳紙,電堆及燃料電池系統,同時進行電解水制氫關鍵設備的研發和生產
經過17個月攻關,該公司最終實現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。鋰電池能量密度較低,以鋰電池為儲能裝置會導致重卡續航里程與載貨能力的互斥關系,難以滿足重卡多拉貨,跑得遠的基本要求。而高質量能量密度是氫燃料電池動力系統的優勢,非常適合重卡本身的使用需求。
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