氫能是一種可再生的、清潔高效的二次能源。從氫氣的生產(chǎn)和供應到氫氣的存儲和運輸，再到氫氣的應用，氫能延伸出一條長長的產(chǎn)業(yè)鏈，覆蓋了新能源、交通運輸、工業(yè)化工、建筑等多個行業(yè)。其中，燃料電池是氫能產(chǎn)業(yè)鏈上的一個重要應用。

燃料電池質子膜是一種固體聚合物電解質，具有優(yōu)良的耐熱性能、力學性能、電化學性能以及化學穩(wěn)定性能，可在強酸、強堿、強氧化劑介質等苛刻條件下使用。質子膜制備的燃料電池可廣泛應用于乘用車、商用車、叉車、無人機、備用電源、便攜式發(fā)電機、供家庭和商業(yè)建筑使用的熱電聯(lián)產(chǎn)系統(tǒng)等。

2020年，加拿大國家工程院院士、世界頂尖燃料電池專家葉思宇，在廣州黃埔牽頭成立粵港澳大灣區(qū)(黃埔)氫能創(chuàng)新中心，并獲批設立鴻基創(chuàng)能科技(廣州)有限公司院士專家工作站，帶領團隊在燃料電池低鉑催化劑、電解水制氫和燃料電池膜電極方向上開展研發(fā)突破，并協(xié)助電堆及整車廠提高燃料電池電堆的性能，降低成本。

院士攜手

填補了國內新能源行業(yè)空白

葉思宇，國際公認燃料電池電催化和催化劑層/MEA設計的頂尖專家，一直致力于質子交換膜燃料電池研究和開發(fā)的各個方面?，F(xiàn)為加拿大國家工程院院士，廣州大學化學化工學院教授，黃埔氫能源創(chuàng)新中心主任和首席科學家，鴻基創(chuàng)能科技(廣州)有限公司副董事長兼首席技術官。

作為首家落戶廣州的燃料電池膜電極研發(fā)生產(chǎn)領域的國家專精特新“小巨人”企業(yè)，鴻基創(chuàng)能致力于質子交換膜燃料電池用高性能膜電極(MEA)的大規(guī)模國產(chǎn)化和產(chǎn)業(yè)化，為國內外燃料電池廠商提供低成本、高性能的膜電極核心組件，解決中國燃料電池核心材料長期依賴國外技術的局面。鴻基創(chuàng)能采用全世界最先進的催化劑涂層質子膜 (CCM)連續(xù)化自動生產(chǎn)技術，由于采用雙面直涂，產(chǎn)能、效率、一致性以及產(chǎn)品質量，相比傳統(tǒng)的熱壓轉印及噴涂有極大提高。同時，鴻基創(chuàng)能自主研發(fā)出第一條全自動化MEA封裝生產(chǎn)線和生產(chǎn)與國際領先水平同步的具有自主知識產(chǎn)權的車用燃料電池膜電極，打破了國外企業(yè)對該行業(yè)的技術壟斷，填補了國內該行業(yè)的空白。

葉思宇表示，鴻基創(chuàng)能現(xiàn)在已經(jīng)可以批量為國內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到170萬片，“目前來看，中國的氫燃料電池膜電極在產(chǎn)能和質量上都已達到國際先進水平”。

潛心研究

推動燃料電池產(chǎn)業(yè)商業(yè)化進程

葉思宇在電化學尤其是燃料電池方面具有多年研發(fā)和產(chǎn)業(yè)化經(jīng)驗，為燃料電池的發(fā)展做出了重大貢獻，其關于燃料電池電堆冷啟動和耐久性技術的發(fā)明，從根本上推動了整個燃料電池產(chǎn)業(yè)的商業(yè)化進程。

膜電極被譽為燃料電池“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，國內一直無法實現(xiàn)膜電極規(guī)?；a(chǎn)，膜電極主要依賴進口。這主要是國內傳統(tǒng)的膜電極制備工藝包含了噴涂以及熱壓轉印等不可連續(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，低線速度將會制約大規(guī)模產(chǎn)業(yè)化。

葉思宇帶領研發(fā)團隊開發(fā)了國際領先的CCM陰陽極雙面直接涂布技術、膜電極一體化成型技術、膜電極自動化快速封裝技術，生產(chǎn)的CCM及膜電極產(chǎn)品核心技術自主可控。

催化劑涂層質子膜

“目前我們產(chǎn)品性能、一致性、良品率均位居全國前列，對標國際一流水平?！比~思宇介紹，鴻基創(chuàng)能目前已和國內外超過100家燃料電池電堆和系統(tǒng)客戶形成有效合作機制，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，在國內自主化膜電極配套車型案例中位居前列。

2021年，鴻基創(chuàng)能實現(xiàn)了出貨100萬片膜電極產(chǎn)品的行業(yè)紀錄；2022年實現(xiàn)新突破，全年出貨量達到170萬片膜電極。

“產(chǎn)能到100萬片的時候，整個行業(yè)有了信心?！比~思宇這樣說。目前，除了鴻基創(chuàng)能，唐鋒能源、武漢理工氫電、擎動科技以及泰極動力等多家膜電極企業(yè)的國產(chǎn)生產(chǎn)線先后落成，國內膜電極企業(yè)擴張步伐明顯加速，我國的膜電極領域步入批量化生產(chǎn)步伐。

成果轉化

賦能國內首家氫燃料電池

膜電極產(chǎn)業(yè)化企業(yè)

2023年5月26日，第三十五期花城院士講壇暨青年論壇、《廣州氫能產(chǎn)業(yè)發(fā)展報告(2022)》發(fā)布會在鴻基創(chuàng)能科技(廣州)有限公司舉辦?；顒又荚诩涌鞆V州能源產(chǎn)業(yè)發(fā)展方式綠色轉型，支持以氫能為代表的綠色低碳產(chǎn)業(yè)發(fā)展，積極穩(wěn)妥推進碳達峰、碳中和目標的實現(xiàn)。

鴻基創(chuàng)能董事兼副總經(jīng)理唐軍柯博士在活動中透露：“鴻基創(chuàng)能目前已建成了自主規(guī)?；娜剂想姵啬る姌O自動化涂布和組裝生產(chǎn)線，目前膜電極年產(chǎn)能達到1000萬片，產(chǎn)品良率達到99%以上，在國內處于領先水平。”除了燃料電池汽車外，鴻基創(chuàng)能膜電極產(chǎn)品的應用領域還包括燃料電池無人機、叉車、自行車、固定式發(fā)電和備用電站等，與此同時正推進PEM電解水制氫膜電極的技術開發(fā)和規(guī)?；圃?，拓寬我國的綠氫產(chǎn)業(yè)化應用場景，加快綠色低碳制氫的商業(yè)化進程。

“有部分人容易將氫能簡單等同于燃料電池，將燃料電池等同于燃料電池汽車，然后去與電動汽車作比較，這樣的理解存在偏頗，也降低了整個氫能產(chǎn)業(yè)的重要性?！比~思宇強調，從能源結構的轉型和調整來說，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。

膜電極

新能源發(fā)電過程當中，電池儲能在應對跨季節(jié)、長時間的儲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化為氫氣，應用于燃料電池汽車交通領域，或是應用在煉鋼、化工、制氨等行業(yè)?！半娊馑茪湓趹獙稍偕茉床▌有院烷g歇性上有其獨到之處。”葉思宇表示，“將燃料電池汽車這一交通端應用作為示范窗口，其重要性是不言而喻的。但氫能產(chǎn)業(yè)除了在交通領域外，在工業(yè)、農(nóng)業(yè)、發(fā)電等領域都有其獨到的用處?！?/span>

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原標題：《院士成果在穗轉化精典案例：燃料電池 在穗轉化新動“能”》