讓氫燃料電池有了“中國芯”

時間:2024-06-28 08:29來源:長江日報 作者:汪洋
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打開“楚天一號”轎車引擎蓋，潘牧介紹氫燃料電池情況。 　　
 
        6月24日，2023年度國家科學(xué)技術(shù)獎揭曉，由武漢理工大學(xué)材料復(fù)合新技術(shù)國家重點實驗室潘牧教授領(lǐng)銜的“低鉑、高效燃料電池膜電極組件工程化成套制備技術(shù)及應(yīng)用”榮獲國家技術(shù)發(fā)明獎二等獎。
 
       “能夠拿到國家最高級獎勵，說明國家對氫能領(lǐng)域技術(shù)的高度重視。”潘牧告訴長江日報記者，24年來，他見過無數(shù)的研發(fā)機構(gòu)和企業(yè)起起伏伏，很多消失不見了，他和團隊走到今天實屬不易。
 
        目前，潘牧正帶領(lǐng)團隊研發(fā)膜電極下一代技術(shù)，保持我國在此領(lǐng)域的領(lǐng)先地位。
 
0到1的突破
研制中國首片氫燃料電池“芯片”
 
         膜電極是燃料電池的核心組件，被稱為氫燃料電池的“芯片”。2000年，武漢理工大學(xué)將一間10余平方米的辦公室改造成實驗室，36歲的潘牧臨危受命，擔(dān)任燃料電池技術(shù)帶頭人，在這里研制出我國第一片CCM膜電極。從這里起步，武漢氫能從無到有、開枝散葉。
 
         當(dāng)時，國內(nèi)外研制的膜電極均采用GDE技術(shù)制備，催化劑需用到大量貴金屬材料鉑，成本高昂、發(fā)電量很低。潘牧曾見過采用這種技術(shù)生產(chǎn)的燃料電池巴士，車上除了司機和售票員，就只容得下一位乘客，其余空間全部被燃料電池占據(jù)。
 
       “這種技術(shù)當(dāng)然不可能商業(yè)化。”潘牧團隊決定另辟蹊徑，鉆研CCM技術(shù)制備，將鉑載量降低了75%。技術(shù)發(fā)展到如今，膜電極的功能密度也提高了5倍以上。
 
        潘牧團隊成員李賞告訴記者，20余年來，他們歷盡艱辛。2004年，團隊研制出的第一批膜電極進行實驗時全部失敗，投入的近30萬元打了水漂。
 
        隨著鋰電池的起步發(fā)展，同時受市場大環(huán)境影響，相比而言，氫燃料電池卻沒有達到預(yù)期的目標(biāo)。當(dāng)時，很多機構(gòu)和企業(yè)放棄了燃料電池的研發(fā)，潘牧團隊的研發(fā)人員也走了大半。
 
        李賞至今記得當(dāng)時的情景。“潘牧教授情緒很低落，氫能確實太冷了，經(jīng)費也很少，他很理解大家尋找新的方向。”李賞則選擇留了下來并堅持至今，“我和潘教授一樣，認(rèn)為氫能解決的是人類能源的終極問題，人類未來一定要往這個方向走。”
 
打破國際壟斷
產(chǎn)品實現(xiàn)反向輸出
 
        記者從武漢理工大學(xué)了解到，潘牧領(lǐng)銜的這項技術(shù)能夠榮獲國家級獎勵，關(guān)鍵在于這項技術(shù)實現(xiàn)了我國CCM型膜電極零的突破，并成功進行了成果轉(zhuǎn)化，擺脫了對國外膜電極產(chǎn)品的依賴，還實現(xiàn)對國際壟斷國家的反向輸出，推動了我國燃料電池產(chǎn)業(yè)化進程。
 
         2006年，潘牧的膜電極技術(shù)成型，學(xué)校成立武漢理工氫電公司，將產(chǎn)品從實驗室推向市場。潘牧拿著公司生產(chǎn)的膜電極四處奔走，向高校、科研機構(gòu)、企業(yè)推介，產(chǎn)品送出去了卻不再有下文。當(dāng)時國內(nèi)根本找不到應(yīng)用市場。
 
         處處碰壁，潘牧很是沮喪，轉(zhuǎn)機卻也在此時出現(xiàn)。2007年，在美國瑞萊昂公司做技術(shù)顧問的一位姓白的博士回母校武漢大學(xué)，偶然聽說了潘牧正在做膜電極，便跑到武漢理工大學(xué)，想試試他的產(chǎn)品。當(dāng)時潘牧還未從失落的情緒中走出來，不相信有人會對膜電極感興趣，拒絕了白博士提供樣品的請求。
 
         但白博士很堅持，最終還是從潘牧那里拿到了幾片膜電極。回到美國后，瑞萊昂公司將其與國際上兩家同行生產(chǎn)的膜電極測試作對比，認(rèn)為潘牧的膜電極性能還不錯，但是安裝破損率要高一些。
 
        “說我們的產(chǎn)品不好，我是不服氣的。”潘牧當(dāng)即買了一張機票飛到美國，現(xiàn)場只看了一眼便斷定是瑞萊昂公司提供的圖紙尺寸出了問題。瑞萊昂公司的技術(shù)人員一開始并不相信，但當(dāng)他們重復(fù)校驗后發(fā)現(xiàn)，果然存在0.5毫米的誤差。調(diào)整后再對比，潘牧的膜電極產(chǎn)品完全優(yōu)于另外兩家公司。
 
         潘牧獨到的眼光令瑞萊昂公司驚嘆不已，公司上下都對他刮目相看，雙方很快達成了合作，首期簽下5000片的訂單。產(chǎn)品經(jīng)測試無一片出問題，瑞萊昂公司又追加訂單，從3萬片、9萬片再到后來的10萬片以上。
 
         2008年，武漢理工氫電公司依靠出口，已將營收做到了千萬元以上。2018年，武漢理工氫電公司引入民營資本成立武漢理工氫電科技有限公司，大幅擴大產(chǎn)能。
 
任重而道遠(yuǎn)
年逾六旬仍在為氫奔走
 
         距離武漢理工大學(xué)28公里的武漢經(jīng)濟技術(shù)開發(fā)區(qū)新能源與智能網(wǎng)聯(lián)汽車產(chǎn)業(yè)基地，武漢理工氫電科技有限公司坐落于此，該公司入選國家級專精特新“小巨人”企業(yè)。
 
         6000余平方米的生產(chǎn)車間內(nèi)，多臺大型車床正在繁忙作業(yè)。2019年，公司自動化膜電極生產(chǎn)線建成投產(chǎn)，產(chǎn)能提高了5倍以上，即便當(dāng)時美國加收20%的關(guān)稅，膜電極的銷售額卻只增不減。
 
          潘牧教授領(lǐng)銜的項目獲國家最高級獎勵，公司總經(jīng)理田明星難掩興奮之情，在社交媒體上分享喜悅，“20余年換得此刻榮譽！”
 
          公司副總經(jīng)理陳娟告訴記者，公司根據(jù)客戶需要，進行定制化生產(chǎn)，嚴(yán)格交貨時間，基本上沒有庫存。公司膜電極產(chǎn)品應(yīng)用到商用車、船舶、飛機、高鐵等，并為三峽工程、航天工程等相關(guān)項目提供技術(shù)支持，其中30%的產(chǎn)品遠(yuǎn)銷美國、英國等國家。
 
          雖然已年逾60歲，但潘牧仍不辭辛勞，為氫奔走。作為我國氫能領(lǐng)域?qū)＜�、武漢理工大學(xué)教授以及武漢理工氫電科技有限公司首席科學(xué)家，他每年有三分之一的時間在出差、三分之一的時間在學(xué)校、三分之一的時間在公司。
 
         “我國發(fā)展氫能任重而道遠(yuǎn)，需要產(chǎn)業(yè)鏈上各環(huán)節(jié)共同努力。”潘牧說，真正要干好一件事情，得付出百分之百的努力，至少在思想上必須全身心地投入。他堅信中國氫能產(chǎn)業(yè)的春天就快到來。
 
(責(zé)任編輯：子蕊)
文章標(biāo)簽： 氫燃料電池
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