近日，氫能產(chǎn)業(yè)高質(zhì)量能源研討會(huì)——第三屆世紀(jì)氫能大會(huì)在首都北京順利召開，大咖云集，共話氫能。

國(guó)氫科技關(guān)鍵材料事業(yè)部總經(jīng)理周明正發(fā)表《氫能燃料電池國(guó)產(chǎn)化關(guān)鍵材料部件產(chǎn)業(yè)化進(jìn)展》主題演講。

我國(guó)30 60“碳達(dá)峰、碳中和”目標(biāo)預(yù)示，到2030年時(shí)，非化石能源占比降到25%，新增清潔能源動(dòng)力交通工具比例達(dá)到40%；到2060年時(shí)，風(fēng)電裝機(jī)容量是2020年的12倍，光伏裝機(jī)容量達(dá)到70倍以上。

當(dāng)前，我國(guó)化石能源在能源結(jié)構(gòu)中占比依然過高，風(fēng)、光間歇性能源消納困難，存在棄風(fēng)棄光現(xiàn)象，石油、天然氣進(jìn)口依存度過高。應(yīng)對(duì)這三大能源問題，需要新型儲(chǔ)能技術(shù)的開發(fā)與利用，化石能源的清潔利用，這都敦促著新型終端能源的產(chǎn)生——?dú)淠堋?/p>

氫能社會(huì)是具備完善的氫氣制備系統(tǒng)、儲(chǔ)存系統(tǒng)、輸送系統(tǒng)和使用系統(tǒng)的可持續(xù)發(fā)展社會(huì)，以氫能和電能為載體借助燃料電池實(shí)現(xiàn)動(dòng)力輸出，服務(wù)于工業(yè)、交通、住宅等領(lǐng)域。

氫能社會(huì)具備完整的制、儲(chǔ)、運(yùn)、用氫體系，燃料電池是用氫體系的重要突破口。燃料電池電堆是燃料電池系統(tǒng)的核心組成部分，其中，膜電極更是在燃料電池電堆中占有重要地位。

組成膜電極的重要零部件有催化劑、質(zhì)子交換膜、氣體擴(kuò)散層、碳紙。周明正向與會(huì)嘉賓介紹了國(guó)氫科技在燃料電池國(guó)產(chǎn)化關(guān)鍵材料部件的產(chǎn)業(yè)化進(jìn)展。

催化劑方面，燃料電池催化劑要求具有較高的電化學(xué)活性和污染耐受性、高電化學(xué)面積、穩(wěn)定性和耐久性、良好的導(dǎo)電性、適當(dāng)?shù)拇呋瘎┹d體等。目前國(guó)內(nèi)主流催化劑為鉑碳催化劑。周明正表示，Pt資源以及穩(wěn)定碳材是關(guān)鍵，需要開發(fā)新型高穩(wěn)定、高活性的催化劑體系。目前催化劑技術(shù)難點(diǎn)是工程放大技術(shù)以及低鉑無鉑技術(shù)，在保證高反應(yīng)活性和穩(wěn)定性的情況下，如何降低催化劑中的鉑含量，甚至實(shí)現(xiàn)無鉑或其他非貴金屬的替代至關(guān)重要。目前，國(guó)內(nèi)現(xiàn)有燃料電池催化劑企業(yè)超過10家，國(guó)內(nèi)催化劑產(chǎn)能在100kg-1000kg/年；國(guó)氫科技已實(shí)現(xiàn)催化劑技術(shù)完全自主化。
質(zhì)子交換膜方面，需要開發(fā)超薄、低滲透、長(zhǎng)壽命的全氟磺酸復(fù)合膜體系。質(zhì)子交換膜需要突破樹脂合成技術(shù)、高填充度技術(shù)、制造技術(shù)以及高耐久技術(shù)，國(guó)內(nèi)電堆用質(zhì)子交換膜長(zhǎng)期依賴進(jìn)口，預(yù)估2022年至2025年，質(zhì)子交換膜市場(chǎng)需求180-200萬m2/年；國(guó)氫科技年產(chǎn)質(zhì)子交換膜30萬平，性能達(dá)到國(guó)際同類產(chǎn)品水平。

膜電極（MEA）是燃料電池的“心臟”，MEA的性能直接影響燃料電池電堆和系統(tǒng)的性能；膜電極是燃料電池內(nèi)部能量轉(zhuǎn)換的場(chǎng)所，承擔(dān)著燃料電池內(nèi)的多相物質(zhì)傳輸（液態(tài)水、氫氣、氧氣、質(zhì)子和電子傳輸）的職責(zé)，通過電化學(xué)反應(yīng)將氫氣的化學(xué)能轉(zhuǎn)化為電能。

周明正介紹國(guó)氫科技膜電極制備工藝，從GDE熱壓法到CCM三合一膜電極法再到有序化膜電極法，國(guó)氫科技不斷探索，CCM三合一膜電極制備工藝已被廣泛采用，是目前主流的商業(yè)化制備方法，不僅有效提高了催化劑利用效率，更易滿足批量化制造的需求。

國(guó)內(nèi)膜電極市場(chǎng)呈多家競(jìng)爭(zhēng)局勢(shì)，預(yù)估2022年至2025年，膜電極市場(chǎng)需求50萬cm2/年；國(guó)內(nèi)膜電極企業(yè)擴(kuò)產(chǎn)速度加快，規(guī)模效應(yīng)帶動(dòng)膜電極成本持續(xù)下降。

周明正總結(jié)，產(chǎn)業(yè)化應(yīng)用上，國(guó)氫科技努力實(shí)現(xiàn)自主化、高性能、低成本，在催化劑、碳紙、質(zhì)子膜、膜電極、雙極板基礎(chǔ)技術(shù)體系上不斷探索，生成燃料電池產(chǎn)品線及PEM制氫產(chǎn)品線兩大產(chǎn)品體系。建設(shè)長(zhǎng)春、北京、濟(jì)南、寧波、武漢、佛山、東京七大產(chǎn)業(yè)基地，夯實(shí)發(fā)展基礎(chǔ)。