寻材问料

◎本报记者 吴纯新

氢燃料电池车被视为新能源汽车的下一个风口。而质子交换膜作为氢燃料电池核心部件，类似手机和电脑上的中央处理器（CPU），其质量好坏直接影响电池的使用寿命。而此前，国内质子交换膜中99%需要从国外进口。武汉绿动氢能能源技术有限公司技术专家12月13日接受科技日报记者采访时表示，1平方米（重20多克）质子交换膜的进口价格堪比同等重量的黄金，这严重制约了我国氢燃料电池的发展。

如今，这样的局面正在被打破，12月5日，国内首条全自主可控的氢燃料电池质子交换膜生产线在武汉投产，预计年产能30万平方米。

据业内专家介绍，氢燃料电池的“发电”是利用氢气与氧气进行非燃烧的氧化还原反应，产生电子和氢离子，电子与氢离子通过催化剂实现分离后，电子通过外电路进行输送，质子交换膜为氢离子的迁移和输送提供通道，使得氢离子经过膜从阳极到达阴极，与外电路的电子转移构成回路，向外界提供电流，因此质子交换膜的性能好坏，直接影响着电池的使用寿命。

目前，氢燃料电池中使用的质子交换膜大多采用全氟化聚合物材料合成。这种材料具有稳定性好、使用寿命长等优势，但其开发和生产难度很大，制造成本高、售价昂贵，国产程度低，性能稳定的规模化生产更是难上加难。

去年7月，国家电投氢能公司在武汉注册成立武汉绿动氢能能源技术有限公司，启动建设“国家电投华中氢能产业基地和研发中心”。该项目投资70亿元，重点开展燃料电池核心部件产品研发及生产，包括质子交换膜、膜电极、碳纸、电堆及燃料电池系统，同时进行电解水制氢关键设备的研发和生产。

经过17个月攻关，该公司最终实现氢燃料电池质子交换膜生产线的投产。此次投产的30万平方米质子交换膜生产线，可生产厚度从8微米到20微米的质子交换膜，其在质子电导率、气体渗透率、机械强度等方面均相当或优于国外同类竞品，但价格只有国外同类产品的一半。

对此，中国科学院院士、武汉理工大学校长张清杰表示，质子交换膜的成本对未来氢燃料电池发展具有重要影响，这一生产线的投产，意味着我国在质子交换膜高端产品领域拥有了自主生产的能力，将推动我国燃料电池核心材料产业向前大步迈进。

国家电投氢能公司总经理张银广说，目前该生产线生产的质子交换膜已实现在大功率燃料电池电堆应用，可满足燃料电池汽车、加湿器等多个场景应用需求，达产后可同时满足2万辆氢燃料电池车的需求。

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