“東岳氫能質子交換膜自主創(chuàng)新，已經(jīng)經(jīng)歷了四個階段，目前已經(jīng)在燃料電池膜、電解水制氫膜、液流電池膜領域都有成熟穩(wěn)定的產(chǎn)品。” 東岳未來氫能應用開發(fā)部主任丁涵博士在2022高工氫電年會上表示，東岳對于質子交換膜的國產(chǎn)化探索仍在不斷往高性能、低成本和長壽命的方向進階。
在2022高工氫電年會的電堆與核心材料專場，東岳未來氫能應用開發(fā)部主任丁涵博士發(fā)表了“核心關鍵材料持續(xù)創(chuàng)新，助力氫能產(chǎn)業(yè)迸發(fā)新活力”的主題演講。他從能源體系構建促進氫能產(chǎn)業(yè)發(fā)展、氫能核心關鍵材料的自主攻關和氫能核心關鍵材料的產(chǎn)業(yè)化三個方面進行了論述，并介紹了東岳未來氫能在推動質子交換膜國產(chǎn)化領域的實踐。
新能源體系的構建促進氫能產(chǎn)業(yè)發(fā)展
回顧人類社會的發(fā)展過程， 每一次能源利用方式的轉變都會帶來社會生產(chǎn)、 生活方式的深刻變革， 對政治、文明影響深遠。整體來看，人類歷史上已經(jīng)經(jīng)過了3次能源革命，目前正處在向無碳化時代探索的階段。這個階段的特征是減碳加氫與固-液-氣形式的演進成為一個整體的趨勢。
在這樣的背景下，國家也在從頂層規(guī)劃上進行能源體系新格局的構建。從《“十四五”現(xiàn)代能源體系規(guī)劃》到《“十四五”新型儲能發(fā)展實施方案》，再到《氫能產(chǎn)業(yè)發(fā)展中長期規(guī)劃（2021-2035年）》,可再生能源、新型儲能和氫能在國家能源體系中的重要性開始愈加凸顯。
由于可再生能源具有靈活性、廣泛性、無限性和可持續(xù)性的優(yōu)點，未來具有很大的挖掘潛力。從較長的時間尺度來看，在可再生能源發(fā)展的帶動下，裝機容量投資額將大幅度的增加，可再生能源發(fā)電量也將大幅度的增加。
“但是，可再生能源也具有一定的極限性，波動性比較大，分散會不均勻。” 丁涵認為，作為二次能源的氫能會成為調節(jié)可再生能源的一個很好的補充。對于可再生能源的轉化利用，存在兩條路線：第一條是通過一次能源直接進行電化學轉化的儲能，然后并入電網(wǎng)；第二是通過一次能源進入電解水制氫，耦合燃料電池發(fā)電并入電網(wǎng)。整個體系當中，燃料電池的發(fā)電、電解水制氫和電化學儲能之間是相輔相成的關系。
正是基于氫能產(chǎn)業(yè)的發(fā)展前景，東岳未來清能選擇在氫能最核心的關鍵材料——質子交換膜領域進行國產(chǎn)化攻關，經(jīng)過多年努力，公司在推動質子交換膜材料的自主化方面取得了一系列的進展。
東岳未來氫能的質子交換膜的國產(chǎn)化實踐
東岳未來氫能成立于2017年，是國內唯一實現(xiàn)全氟質子交換膜全產(chǎn)業(yè)鏈量產(chǎn)技術突破并擁有大規(guī)模供應能力的企業(yè)，燃料電池膜產(chǎn)品性能達到全球先進水平。公司以新環(huán)保、新材料、新能源為研發(fā)方向，借助在含氟功能膜材料研發(fā)方面的優(yōu)勢，致力于燃料電池用質子交換膜關鍵材料的生產(chǎn)與銷售及其配套產(chǎn)業(yè)鏈的支撐。
依托東岳集團產(chǎn)業(yè)鏈優(yōu)勢，東岳未來氫能已經(jīng)構建了完整的質子膜全產(chǎn)業(yè)鏈布局，創(chuàng)造了最早實現(xiàn)六氟環(huán)氧丙烷研發(fā)與生產(chǎn)、唯一 一家實現(xiàn)全氟磺酸樹脂產(chǎn)業(yè)化、最早實現(xiàn)全氟磺酸質子膜產(chǎn)業(yè)化、最早成功實現(xiàn)ETFE產(chǎn)業(yè)化的多項國內紀錄，公司正通過完善的樹脂體系助力質子膜產(chǎn)品迭代升級。
新品開發(fā)方面的成果如下：
在燃料電池用質子膜方面，DMR100是代表性產(chǎn)品，這款產(chǎn)品與15μm的競品在水傳輸系上數(shù)基本一致，在高濕條件下，DMR100膜展現(xiàn)優(yōu)良的性能和較低的阻抗。在DMR100的基礎上，東岳氫能開發(fā)了厚度為15μm的DM2256B的耐低濕質子膜，在低濕條件下，展現(xiàn)了優(yōu)良的性能和阻抗。進一步，東岳未來氫能還開發(fā)了厚度10μm的DM2276B超薄復合質子膜，在低濕條件下，具有更低的阻抗，并且具有更優(yōu)的滲氫電流密度。
在PEM電解水制氫用質子膜方面，東岳未來氫能開發(fā)了DME670(170μm)和DME6321A(120μm)質子膜產(chǎn)品，這兩款產(chǎn)品具有更高的強度、更低的質子傳輸阻抗以及優(yōu)良的長時間運行壽命，旨在滿足高功率輸出的電解制氫應用需求。
在液流電池膜方面，東岳未來氫能開發(fā)了DMV850(50μm)和DMV8115A(60μm)質子膜產(chǎn)品，這兩款產(chǎn)品具有更高的強度、質子傳輸阻抗和優(yōu)良的充放電壽命，旨在滿足高功率輸出的液流電池應用需求。
截至目前，東岳未來氫能已經(jīng)形成了完善的質子膜全產(chǎn)業(yè)鏈布局，從原材料、樹脂到質子膜都實現(xiàn)了技術的自主可控和批量化生產(chǎn)。公司的使命是成為全球領先、擁有核心技術高性能全氟質子膜第一供應商。
