膜電極是燃料電池的核心組件，是燃料電池動力的根本來源，占據(jù)燃料電池系統(tǒng)成本極高。當前國產(chǎn)膜電極整體產(chǎn)業(yè)化經(jīng)驗仍然缺乏，如何提升產(chǎn)品性能、降低成本、提高工藝制備水平等都是業(yè)內(nèi)十分關(guān)心的痛點問題。

當前高工氫電全國巡回調(diào)研活動(武漢站)正在火熱進展當中。5月6日，巡回調(diào)研團隊到訪武漢理工氫電科技有限公司(下稱“武漢理工氫電”)，高工氫電董事長張小飛與武漢理工氫電總經(jīng)理田明星等高層圍繞行業(yè)痛點問題展開深度交流。

武漢理工氫電，前身即武漢理工新能源，公司成立達12年之久，擁有一流的技術(shù)團隊和成熟的膜電極生產(chǎn)技術(shù)，是國內(nèi)唯一銷售超百萬片膜電極的生產(chǎn)企業(yè)，主要供貨給世界知名燃料電池叉車公司和國內(nèi)商用車燃料電池。

“去年營收相比于前年翻了幾番，從今年已簽的訂單來看，今年營收比去年又有成倍的增長?！碧锩餍峭嘎?，為了充分滿足客戶需求，公司原生產(chǎn)基地持續(xù)滿負荷運轉(zhuǎn)，同時今年新投產(chǎn)的自動化程度更高產(chǎn)線的產(chǎn)能也在快速爬坡。

在交流過程中，雙方談到膜電極的制備工藝、性能提升及成本降低等痛點話題。作為國內(nèi)膜電極銷量最大、產(chǎn)業(yè)化經(jīng)驗最充足的企業(yè)，武漢理工氫電經(jīng)歷過行業(yè)處于低谷期的各種艱辛，克服過工藝探索過程中的種種困難，對于行業(yè)目前仍然面臨的難題深有體會。

田明星表示，膜電極制備最難的是幾乎沒有“現(xiàn)成”的設(shè)備可以采用。比如在CCM環(huán)節(jié)，將催化劑涂布到質(zhì)子交換膜上這個工序，目前國內(nèi)很難買到合適的設(shè)備，國外進口設(shè)備價格高昂，這需要膜電極廠家提“需求”給設(shè)備廠商去定制開發(fā)。在膜電極產(chǎn)業(yè)化初期，設(shè)備采購量小，且型號要求各不相同，設(shè)備廠商不一定愿意承接。

“不是買了設(shè)備就能用，也不是簡單‘集成’就可以形成產(chǎn)線?！碧锩餍钦f，目前雖然氫燃料電池行業(yè)漸漸火熱起來，但配套的社會資源還沒有跟上節(jié)奏。武漢理工氫電在膜電極領(lǐng)域沉淀多年，基本都是自己開發(fā)工藝聯(lián)合設(shè)備廠商來設(shè)計配套設(shè)備。

對于膜電極制備上存在的問題，張小飛補充說道，當前燃料電池仍處于產(chǎn)業(yè)化初期，對于膜電極的市場需求量不夠大，很多電堆廠商都只是小批量購買，且尺寸型號各不相同，膜電極廠商很多業(yè)務都是小批量定制滿足客戶需求。沒有足夠量的支撐，很難實現(xiàn)自動化生產(chǎn)。

綜合來看，當前燃料電池整個市場還是偏小，導致行業(yè)內(nèi)配套設(shè)備不成熟，而這又影響膜電極制備工藝精度及生產(chǎn)效率，對于產(chǎn)品的性能提升及成本下降都不利。但需注意的是，提升產(chǎn)品性能不能完全依賴于設(shè)備，尤其在設(shè)備不成熟的當下，這需要企業(yè)在工藝上做更多的努力。

“電堆的性能和壽命主要取決于膜電極，而膜電極的壽命主要取決于材料本身，取決于催化劑、質(zhì)子交換膜和氣體擴散層的性能指標。不過，膜電極在運行過程中可能會出現(xiàn)某些極端情況，如出現(xiàn)反極等，我們可以通過加入某些添加劑使膜電極具備抗反極能力等辦法來延長膜電極壽命?！碧锩餍潜硎荆覀儠M力在研發(fā)上做很多的工作來攻克可能遇到的難題。

成本方面，膜電極的成本主要集中在材料成本上。當前催化劑、質(zhì)子交換膜和氣體擴散層中的碳紙主要依賴進口，國內(nèi)膜電極廠商缺乏議價能力，導致成本高昂，原因涉及多方面。

目前國產(chǎn)質(zhì)子交換膜與國際先進水平的最大區(qū)別在于產(chǎn)業(yè)化積累和批次穩(wěn)定性；催化劑市場主要被莊信萬豐和田中貴金屬占領(lǐng)，國內(nèi)商業(yè)化產(chǎn)品還處在起步階段。由于批量較小，國內(nèi)有些企業(yè)送樣報價的催化劑產(chǎn)品比進口的還貴；碳紙方面，國內(nèi)碳纖維廠家?guī)缀醵疾辉敢馔度肴プ鲆?guī)模太小的氣體擴散層碳紙。

“未來膜電極成本下降，核心材料國產(chǎn)化一定是趨勢，但這需要時間?！碧锩餍钦f，我們能做的一是提升膜電極制備技術(shù)水平，二是提高核心材料的利用率。

本次巡回調(diào)研活動得到贊助商山東魔方新能源科技有限公司團隊的大力支持。目前魔方新能源主要研發(fā)設(shè)計燃料電池發(fā)動機、電堆、石墨雙極板、MEA等核心產(chǎn)線。作為設(shè)備供應商，團隊憑借十多年的燃料電池研發(fā)設(shè)計經(jīng)驗，可深度參與客戶的技術(shù)工藝路線選型；可充分滿足客戶需求，開發(fā)出領(lǐng)先的整套生產(chǎn)線。