膜电极看似软弱,实则是氢气转化为电和水、变为“能量”的主要场所,因此又被称为氢燃料电池的“芯片”。6年前,叶思宇从加拿大返国,带领团队攻坚我国氢燃料电池膜电极技能难题,率先在海内实现了膜电极大规模家当化。
“我们通过源头创新和技能打破,发展出新质生产力。”叶思宇说,如今搭载着“广州牌”膜电极的氢燃料电池被广泛运用在公交车、重型卡车等交通工具上,助力节能减排,也推动我国氢能源汽车家当发展。
国产膜电极来了

像加油一样,给汽车加5分钟氢气,就能续航1000公里,还能“低碳排放”——这样的出行场景,在广东部分地区的公共交通和货色运输领域已经实现。这背后,将氢气转化成氢能、匆匆使车辆“跑起来”的关键,正在于氢燃料电池中的膜电极。
“膜电极是氢燃料电池中最为核心的零部件。”叶思宇说,此前我国膜电极长期依赖外国入口,制约了燃料电池及氢能家当发展。唯有将膜电极技能自主化、家当化,才能冲破国外厂商的技能垄断,筑牢我国氢能家当的发展基本盘。
2018年,电化学专业出身的氢能专家叶思宇看到海内对氢能人才的需求,选择从加拿大回到故土,加入鸿基创能科技(广州)有限公司(下称“鸿基创能”),致力于攻坚膜电极技能难题。
看上去“薄薄一片”的膜电极,实在由十几种根本材料构成,能够防止氢气、氧气“互窜”,形成稳定的化学反应场所。这些材料中,铂金是最为主要的催化剂。
“多用铂金,可以提升膜电极的性能和寿命,但价格昂贵。”叶思宇说,而膜电极要真正实现家当化,必须在提升性能和寿命的同时降落本钱,“难就难在这里”。
为此,叶思宇带领团队永劫光“窝”在实验室攻关,终极自主研发出了CCM阴阳极双面直涂技能、膜电极一体化成型技能、膜电极自动化快速封装技能等。
经由优化核心原材料组合和生产工艺,他们成功将膜电极每平方厘米的铂金载量由0.7毫克降落至0.25毫克,本钱降落约20%至40%,同时性能提升,寿命可达2万小时以上。
因本钱低、性能高,该膜电极被广东省高新技能企业协会评比为省级名优高新技能产品。叶思宇团队所在的鸿基创能也得到了“官方认证”,挂牌“广东省氢能与燃料电池工程技能研究中央”。
年产量翻了100倍
技能要从实验室走向生产线,才能真正有“生命力”。广东完善的家当链,成为国产膜电极飞入百姓家的“加速器”。
“在省内,基本能够找齐我们想要的东西。”叶思宇说,广东家当链完备,具有良好的创新互助土壤。燃料电池生产商供应需求信息,模具和设备也都有企业合营供应。在上中下贱家当链充分协作下,质量可控、价格适宜的膜电极产品得以高效生产。
2020年,鸿基创能膜电极的年产量为10万片,2021年达到100万片,如今已“飙升”至1000万片,良品率等指标位居全国前列,对标国际一流水平。
叶思宇先容,“广州牌”膜电极的家当化不仅补充了海内该领域的空缺,还正在成为国内外燃料电池厂商“低本钱、高性能”膜电极的紧张供应渠道,在环球范围内都具有市场竞争力。“这便是新质生产力的详细表示。”他说。
在广东,之以是能快速将科技创新成果转化为新质生产力,离不开政策支持和人才保障。
作为制造业大省,广东始终前瞻性布局未来家当发展,接连出台《广州市能源发展“十四五”方案》《广东省推动新型储能家当高质量发展的辅导见地》等干系政策,支持领军企业联合行业高下游、产学研力量,组建“创新联合体”。
2020年,叶思宇进入广州大学任教,并在政府和校方支持下,在鸿基创能挂牌广州大学黄埔氢能源创新中央,面向家当需求,让广州大学的师生参与氢能研发一线事情,联合培养高等研发人才。叶思宇表示,产学研结合有助于培养学生产业化导向的研究能力,储备氢能人才,这是未来能够推动家当发展的根基所在。
前阵子,有企业看到校企互助成果,主动找叶思宇,期望能与鸿基创能及广州大学互助。
叶思宇认为,团队人才力量不断得到充足,得益于广东人才引进政策的保障,科研职员能实实在在享受到福利,减轻事情、生活压力,“大家都乐意留在广东干事创业!
”
解锁“氢能源”汽车时期
2022年,氢能被我国列入未来国家能源体系的主要组成部分。它的特点在于清洁、低碳,可以推动我国交通、工业等用能终端和高耗能、高排放行业绿色低碳转型。
中国氢能同盟预测,2020年至2025年,中国氢能家当产值将达1万亿元,2026年至2035年产值将达到5万亿元。个中,小型乘用车领域的氢燃料电池汽车将是氢能的紧张市场运用形式之一。
在锂电池电动汽车已经普遍铺开的情形下,为什么还要发展氢能源汽车?
“比较燃油、锂电池车,氢能源汽车具有续航里程更长、充能速率更快等上风。”叶思宇说,例如,加氢5分钟,就能续航1000公里。而在他的设想中,未来乘用车不仅是交通工具,还会变成一个人工智能的凑集体。“大数据非常依赖能源,光靠锂电池很难知足大量的能源需求。”他表示,搭载锂电池和燃料电池的混动汽车,同样会是发展方向之一。
政策为氢能源汽车“铺路”。不久前,广东省发改委印发《广东省广湛氢能高速示范项目履行方案》,明确要在广湛高速沿线启动首批加氢站培植,今年年底前,初步形成广湛高速沿线与珠三角地区氢能冷链物流网络,保障氢燃料电池汽车的运行和推广。
这是全国首份省级氢能高速履行方案,为推动氢能家当高质量发展供应支撑。
此前,广东也加快氢气制、储、运、加等环节的布局,方案在省内培植超百座加氢站,推动氢能车辆示范项目运营等,持续保障氢燃料电池的市场化推广。
持续的政策利好来临,叶思宇对未来充满希望。他打算加快膜电极产品更新迭代,解锁氢燃料电池在氢能船舶、备用电源、轨道交通等新的运用处景,做事广东发展新质生产力,见证粤港澳大湾区新型储能家当创新高地的崛起。
文/陈伊纯 王妍程
(南方日报)