2021年国产膜电极扩产争霸!谁是TOP 1?
膜电极被誉为燃料电池系统的“芯片”。膜电极占电堆总成本超过50%,膜电极的成本下降对电堆乃至系统的成本下降起到重要作用。
膜电极(Membrane Electrode Assembly,MEA)是燃料电池电化学反应的基本单元,它的设计和制备首先要遵循电池电化学反应的基本原理和特性,并且与电池最终的使用条件相结合来综合考虑。
MEA主要由质子交换膜、催化剂层和气体扩散层“三合一结构”组成,其结构设计和制备工艺技术是燃料电池研究的关键技术,它决定了电池的工作性能和实际应用的优劣。目前,膜电极技术经历了几代革新,大体上可以分为热压法、CCM法和有序化膜电极三种类型。其中,有序化膜电极是下一代膜电极制备技术的主攻方向。
膜电极结构设计和制备工艺非常复杂,整个研发周期长、技术壁垒高,实现规模化量产难度十分高。膜电极决定了电堆性能、寿命和成本的上限。当前,国产膜电极性能与国际水平接近,但专业特性上,如铂载量、启停、冷启动、抗反极等,与国际水平还有一定差距。
由于较高的技术壁垒,目前国内商业化膜电极来源主要依靠进口,据公开资料显示,截至2021年2月,我国累计装车使用的电堆中超过70%的膜电极来自进口。
10月,鸿基创能100万片膜电极下线仪式举行。鸿基创能一直采取“以销定产”模式,这100万片是其在2020年10月至2021年10月期间的产销数量。鸿基创能总经理邹渝泉博士透露,从公司市场拓展情况来看,预计明年产品销量将上一个新台阶,达到250万片。
5月,上海捷氢科技在上海嘉定氢能港的新园区落成,新园区增设全球首条万台级“卷对卷”膜电极生产线。该产线包含从制备浆料、到涂布直至7层产品压合下线,并且膜电极产线实现了全自动化,引进了全球最高效的“间歇式”“卷对卷”直接涂布流水线,线速度达到5m/min,催化层厚度控制精度高达±5μm,同时年产能将达到500万片。这也是全球首条万台级“卷对卷”膜电极生产线,全面提升生产效率和生产质量,全方位实现了膜电极的“超高产能”“全自动化”生产。
6月,北京市大兴区人民政府与东方电气(成都)氢燃料电池科技有限公司签署战略合作协议。根据协议,大兴区人民政府与东方氢能将围绕氢能产业展开战略合作,东方氢能北京总部、膜电极研发中心和制造基地将落地大兴,并将以燃料电池为核心,以产业融合为特色,与大兴区开展紧密合作。
7月,申能增资擎动科技暨擎动科技常熟全自动化生产基地扩产。本次扩产项目拟新增租赁5000平厂房,用于布置第二代全自动生产线,总投资约1亿元,年产能达单班100万片,单片膜电极封装仅需6秒,处于全国自动化生产线领先水平。12月,擎动科技扩产仪式暨战略合作签约仪式在常熟市高新区举行,擎动科技二期扩产项目正式投产。
2021年,国内膜电极企业持续探索,规划新建膜电极产能加速提升,并且已经有部分企业拥有规模化量产能力。在2022年我国氢燃料电池汽车示范应用全面启动的新阶段,预计膜电极产业将迎来快速发展的新局面!
本文作者:李虹
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