氫能是一種可再生的、清潔高效的二次能源。從氫氣的生產和供應到氫氣的存儲和運輸，再到氫氣的應用，氫能延伸出一條長長的產業鏈，覆蓋了新能源、交通運輸、工業化工、建筑等多個行業。其中，燃料電池是氫能產業鏈上的一個重要應用。

燃料電池質子膜是一種固體聚合物電解質，具有優良的耐熱性能、力學性能、電化學性能以及化學穩定性能，可在強酸、強堿、強氧化劑介質等苛刻條件下使用。質子膜制備的燃料電池可廣泛應用于乘用車、商用車、叉車、無人機、備用電源、便攜式發電機、供家庭和商業建筑使用的熱電聯產系統等。

2020年，加拿大國家工程院院士、世界頂尖燃料電池專家葉思宇，在廣州黃埔牽頭成立粵港澳大灣區(黃埔)氫能創新中心，并獲批設立鴻基創能科技(廣州)有限公司院士專家工作站，帶領團隊在燃料電池低鉑催化劑、電解水制氫和燃料電池膜電極方向上開展研發突破，并協助電堆及整車廠提高燃料電池電堆的性能，降低成本。

院士攜手

填補了國內新能源行業空白

葉思宇，國際公認燃料電池電催化和催化劑層/MEA設計的頂尖專家，一直致力于質子交換膜燃料電池研究和開發的各個方面。現為加拿大國家工程院院士，廣州大學化學化工學院教授，黃埔氫能源創新中心主任和首席科學家，鴻基創能科技(廣州)有限公司副董事長兼首席技術官。

作為首家落戶廣州的燃料電池膜電極研發生產領域的國家專精特新“小巨人”企業，鴻基創能致力于質子交換膜燃料電池用高性能膜電極(MEA)的大規模國產化和產業化，為國內外燃料電池廠商提供低成本、高性能的膜電極核心組件，解決中國燃料電池核心材料長期依賴國外技術的局面。鴻基創能采用全世界最先進的催化劑涂層質子膜 (CCM)連續化自動生產技術，由于采用雙面直涂，產能、效率、一致性以及產品質量，相比傳統的熱壓轉印及噴涂有極大提高。同時，鴻基創能自主研發出第一條全自動化MEA封裝生產線和生產與國際領先水平同步的具有自主知識產權的車用燃料電池膜電極，打破了國外企業對該行業的技術壟斷，填補了國內該行業的空白。

葉思宇表示，鴻基創能現在已經可以批量為國內外燃料電池廠商提供低成本、高性能的膜電極，2022年全年膜電極出貨量達到170萬片，“目前來看，中國的氫燃料電池膜電極在產能和質量上都已達到國際先進水平”。

潛心研究

推動燃料電池產業商業化進程

葉思宇在電化學尤其是燃料電池方面具有多年研發和產業化經驗，為燃料電池的發展做出了重大貢獻，其關于燃料電池電堆冷啟動和耐久性技術的發明，從根本上推動了整個燃料電池產業的商業化進程。

膜電極被譽為燃料電池“芯片”，決定了燃料電池的性能、壽命和成本，其成本約占燃料電池電堆成本的65%。此前，國內一直無法實現膜電極規模化生產，膜電極主要依賴進口。這主要是國內傳統的膜電極制備工藝包含了噴涂以及熱壓轉印等不可連續化或者低線速度的步驟，這種不連續化工藝將產生工藝制備過程的不可控制性及產品的不均一性，同時，低線速度將會制約大規模產業化。

葉思宇帶領研發團隊開發了國際領先的CCM陰陽極雙面直接涂布技術、膜電極一體化成型技術、膜電極自動化快速封裝技術，生產的CCM及膜電極產品核心技術自主可控。

催化劑涂層質子膜

“目前我們產品性能、一致性、良品率均位居全國前列，對標國際一流水平。”葉思宇介紹，鴻基創能目前已和國內外超過100家燃料電池電堆和系統客戶形成有效合作機制，客戶范圍涵蓋亞洲、北美、歐洲等地區的知名燃料電池企業，配套的車型包括燃料電池客車、燃料電池廂式車、燃料電池重卡等，在國內自主化膜電極配套車型案例中位居前列。

2021年，鴻基創能實現了出貨100萬片膜電極產品的行業紀錄；2022年實現新突破，全年出貨量達到170萬片膜電極。

“產能到100萬片的時候，整個行業有了信心。”葉思宇這樣說。目前，除了鴻基創能，唐鋒能源、武漢理工氫電、擎動科技以及泰極動力等多家膜電極企業的國產生產線先后落成，國內膜電極企業擴張步伐明顯加速，我國的膜電極領域步入批量化生產步伐。

成果轉化

賦能國內首家氫燃料電池

膜電極產業化企業

2023年5月26日，第三十五期花城院士講壇暨青年論壇、《廣州氫能產業發展報告(2022)》發布會在鴻基創能科技(廣州)有限公司舉辦。活動旨在加快廣州能源產業發展方式綠色轉型，支持以氫能為代表的綠色低碳產業發展，積極穩妥推進碳達峰、碳中和目標的實現。

鴻基創能董事兼副總經理唐軍柯博士在活動中透露：“鴻基創能目前已建成了自主規模化的燃料電池膜電極自動化涂布和組裝生產線，目前膜電極年產能達到1000萬片，產品良率達到99%以上，在國內處于領先水平。”除了燃料電池汽車外，鴻基創能膜電極產品的應用領域還包括燃料電池無人機、叉車、自行車、固定式發電和備用電站等，與此同時正推進PEM電解水制氫膜電極的技術開發和規模化制造，拓寬我國的綠氫產業化應用場景，加快綠色低碳制氫的商業化進程。

“有部分人容易將氫能簡單等同于燃料電池，將燃料電池等同于燃料電池汽車，然后去與電動汽車作比較，這樣的理解存在偏頗，也降低了整個氫能產業的重要性。”葉思宇強調，從能源結構的轉型和調整來說，氫能很好地起到了串聯從能源制取到能源使用兩端的作用。

膜電極

新能源發電過程當中，電池儲能在應對跨季節、長時間的儲能需求上存在一定的局限性，而氫能在其中起到了非常重要的作用，即通過電解水制氫將可再生能源轉化為氫氣，應用于燃料電池汽車交通領域，或是應用在煉鋼、化工、制氨等行業。“電解水制氫在應對可再生能源波動性和間歇性上有其獨到之處。”葉思宇表示，“將燃料電池汽車這一交通端應用作為示范窗口，其重要性是不言而喻的。但氫能產業除了在交通領域外，在工業、農業、發電等領域都有其獨到的用處。”

案例由院士工作站提供，轉載文章僅作分享使用。

原標題：《院士成果在穗轉化精典案例：燃料電池 在穗轉化新動“能”》