王振華：氫能芯片—東岳質子交換膜產業化進展
圖為山東東岳未來氫能材料有限公司副總經理王振華做主題演講
日前，由中國電池工業協會、電池中國網聯合主辦的“2021氫能與燃料電池技術及應用國際峰會”在淄博舉行。山東東岳未來氫能材料有限公司副總經理王振華做了題為“氫能芯片-東岳質子交換膜產業化進展”的報告。
以下為報告實錄：
王振華：各位領導大家下午好，我今天非常感謝中國電池工業協會氫能燃料電池分會，昨天下午有很多領導到我們公司實地考察，大家更多地看到是展廳，也歡迎大家以后有什么到實驗室進行指導。
今天我匯報的題目是氫能芯片-東岳質子交換膜產業化進展，前面的一些很多專家已經匯報下，大家都談到“雙碳”很多東西發生變化，能源是首當其沖，能源是我國占比最高的，也是變革壓力最大的，因為有環保等等有很大的變化。能源的變革在過去的人類變革中起到角色非常重要。每一次能源革命再往深里是材料的變革，每一次演變都帶來經濟和生活整體的變革。
未來的一層能源肯定是以可再生資源為主無論是太陽能、光伏新的可再生資源，大家都認為未來是非常具有前途，波動性、分散不均勻等等在使用過程中，也存在不好用的地方，這里面就產生很多，比如說未來的陜西地區是可再生資源非常豐富的地區，但是怎么把可再生資源利用起來，消納就成為關鍵。
現在發改委很多部委都在強調儲能，就是如何把可再生資源如何的利用，怎么能夠把消納水平提上去，當然現在的儲能現在還是以抽水蓄能為主，包括上午也講到用氫這是未來發展非常重要的點。因為全球范圍內氫能作為儲能的案例目前還比較少，但是并不代表以后就沒有未來，因為氫能作為儲能，就是長時間、大規模集中式的儲能而且還安全。所以在這種情況下，可能現在的儲能需求還沒有達到氫能作為儲能的經濟性或者說一個理想的規模。大家講到儲能后面是儲能的體系以可再生資源為主，氫電互補或者可再生資源耦合的方式氫能成為一個新的能源體系。大家坐氫能燃料電池，在交通運輸領域電動化也有很大幫助。
除此之外，慢慢地氫在未來的生產和生活中，成為無處不在的必要的形式在跟大家相處。今天上午也有領導講到，我們氫作為能源來講是起源于燃料電池，其實我個人認為氫作為能源使用，是氫內燃機，比燃料電池差不了多少，真正的氫燃料電池用在美國的航天上，后來才開始發展到燃料電池汽車上。現在大家重視氫燃料電池，不是氫不用，其實更多的是氫燃料電池造詣更高，可靠性更好，使氫能成為一個非常好的方向。那目前來講，應該說全球最主流的或者應用量最大發展潛力比較高的，就是質子膜燃料電池，除此之外，磷酸還有磷酸型燃料電池，質子交換膜目前來講技術成熟度、可靠性也比較強，尤其對交通應用領域比較高。
燃料電池剛才講到，基本上都有電解質，質子交換膜就是工業的質子交換膜這是質子膜很重要的材料。當然除了在燃料電池，質子交換膜也應用到燃料制氫，也講到電池儲能，在這些領域，質子交換膜都有非常關鍵的作用扮演，也為大家稱為氫能芯片，也是基于此。
質子交換膜如果按結構分類，其實從早期的非氟膜，到現在的含氟質子交換膜，所以它的壽命有很大挑戰。最終商業化應用，尤其是像車用長受命不太適用，所以后面沒有進行商業化。
半氟膜使骨架更結實，那么實際上使用的時候還是會存在骨架結構會有弱點，最后斷裂損壞的情況，后來商業發展路徑也沒有發展起來，現在主流的無論是熱電領域發電，還是備用的發電，在燃料電池里面，都是全氟膜，全膜膜具有很好的分子結構，面對非常苛刻的氫燃料電池可以保護作用，現在我們的全氟質子交換膜滿足大規模的商用沒有問題。
質子膜雖然按結構來講，雖然是全氟的膜，主要的材料叫全氟質子，使得他最后樹脂性能不同也導致生產的工藝、合成的路線、成本也都很大的差異，主要是以上的四種結構。
全球目前來講，商業化做質子交換膜企業主要就是以上這些，當然這里面很多企業目前也有很多一些放棄質子交換膜這一塊業務，現在目前全球商業化做樹脂主要有5家公司。美國的科慕還有中國的東岳汽油日本的旭硝子，還有solvay，那東岳集團樹脂產業鏈已經搭建起來，在叉車、物流車、商業車都有應用，目前在國內產業鏈為完整，我們真正商用化唯一的一家公司。
東岳做質子交換膜，今天早上鄭綿平院士也在講，他昨天看了我們產品之后到實驗室到車間去指導，其實我們自己也很有感觸，做好材料的創新，做好質子交換膜想不被別人卡脖子，這個東西不是一兩天來的，首先是一個非常好的產業基礎，從1989年開始，成為全球領先的氟化工企業，中國是最大最全的。那么有這個產業基礎，才可以在產業基礎上進一步的嫁接生產出含氟高端的膜，東岳氫能公司就是東岳集團的三十年的基礎，獨立成做質子交換膜產業化企業。
從2003年開始我們“863”專項，開始涉足質子交換膜的研發，到后面我們攻克質子交換膜的技術，在2018年開始進行商業化并進行產業化。這十幾年下來，十幾個國家和省里的科研項目，最終有了今天這個成果。
在這些年的過程中，我們不僅要解決我們材料從磺酸單體以及樹脂的合成與此同時還要解決這個領域如何把樹脂做成膜，尤其是滿足車產品的應用，必須解決自動化的車間產業的問題，以及加工過程中結構與性能的關系，與此同時還要解決復合膜，還要滿足我們下游的不同的工藝，對應的備膜的技術，還有添加劑的技術我們還要有完備的應用評價體系。這些東西都解決之后，你才敢說滿足下游客戶，我們所需要的產品不是一個量品。
我們2018年對標國外的競品，我們產品性能跟國外相比已經不輸于國外。在應用的場景上，我們的性能比國外還好。
剛才這里面像發電的性能，我們機械壽命、化學壽命、混合壽命測出來的數據我們跟國外的產品相比不遜色于對方，當然這里面國外的產品也在進步，我們也在跟進研發。未來隨著裝備工藝水平的提升，加上我們的材料方面的突破，我們有信心用3-5年追上，實現真正卡脖子問題的戰略保障。
現在氫能作為能源端的扮演著重要的角色，電解制氫，我們現在的電解制氫膜也已經推出來，現在我們的產品已經開始小規模的在國內下游的龍頭企業進行商業化的配套應用在一些小規模5000瓦左右的電解裝置上，我們希望隨著制氫材料的發展，我們國產的制氫也能夠像燃料電池一樣，實現快速的迭代。
我們液流電池膜能量轉化的效率比對方都要強，液流電池膜是屬于商業化的初期，今年的產業也有一個快速的發展，在相關的材料方面已經做好儲備，為迎來國家大規模的商業化提前做好芯片的支撐。
產業化方面，從2018年開始立項，建立氫燃料電池質子交換膜以及配套原料的產業化項目，獲得省市和市里各級領導大力支持，也使得公司無論從基礎的原料到樹脂的合到質膜的研發和生產，都獲得快速進展。現在目前一期項目50萬平方米質子交換膜在去年年底已經投產，今年國家推出氫能源燃料電池示范，我們很有幸成為全國唯一地區加入三個城市。在此過程中，獲得領導、專家包括今天在座的下游伙伴的高度支持，也使得我們的產品已經批量地開始各種應用的領域。像今天億華通的老總也講到，到現在的目前的車輛有的最長跑到8萬公里，效果還是不錯，也給予我們很大的信心。那么這里也額外地提一下，我們很多領導或者專家或者有一些投資人提出疑問，氫燃料電池發展這么多年還是還沒有商業化，一個是技術的進步，一個利益競爭格局。
在此背景下，國家提出氫燃料電池政策，在未來的幾年打造自主知識更強的燃料電池產業鏈會起到一個非常大的保障。未來的幾年會迎來氫燃料電池上規模的春天。
在此過程中，東岳在過去的十幾年的發展，我們實現了質子交換膜從零到一的突破，也擁有從一到一百的能力，未來在國家政策的支持下，政府和專家領導的肯定和支持下，還有下游客戶的積極的認可程度下，我相信東岳能夠為我們的氫能產業做更多的事情。
我們也相信，我們國家的氫能產業一定能夠發展起來。在這里也額外說一下，淄博作為東岳所在的城市，也是東岳土生土長就是從淄博生長起來的一家企業，對于淄博起來有很深的感情，在過去的發展過程中，也看到近幾年來淄博市的主要領導，包括很多企業，很多投資都極具到淄博，淄博的氫能也有很多的產業基礎，像億華通都落在東岳未來氫能的附近，以后在淄博打造氫能產業核心材料和零部件的高地，這個地方也有非常好的富產氫還有政府政策方面的獎勵，我相信淄博一定成為示范城市群一顆非常璀璨的明珠。有興趣的話朋友，可以在淄博共同發展。謝謝大家！
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