氢听剧场：杨大伟——《国产车用燃料电池质子交换膜的产业化研究进展》

国产车用燃料电池质子交换膜的产业化研究进展

Progress in the industrialization of

proton exchange membrane for

domestic vehicle fuel cell

各位朋友，各位企业同仁，各位专家大家下午好。我是科润公司的总经理兼董事长杨大伟。

我们这个公司已经成立很长时间了，我们2009年在北京创业开始开发质子膜产品，那时候公司叫北京科润，在北京做离子膜的研发做了两年。因为北京一些产业政策的问题、我们做膜涉及到建厂的成本问题，所以就迁到了江苏淮安。淮安公司叫江苏科润膜材料，这个公司是2011年成立的。去年我们拿到苏州吴江政府的风险投资，所以把总部搬到苏州，并成立股份公司，苏州公司会作为我们研发总部和对外开展交流、融资工作的一个主要的平台。

公司是江苏省内第一家离子膜工程技术中心，也是江苏省二维材料重点实验室，承担省级以上国家重点项目有5项。我们跟厦门大学合作建立了江苏省级的离子膜博士后创新实践基地，同时也是拿了很多政府的荣誉和奖励，包括国家高企、国家重点新产品、国际发明专利展金奖、江苏省科技进步奖等等。

其实跟大家一样，这么多年没挣什么钱，挣的都是牌子。

先跟大家交流一下全氟膜的几条工艺路线，目前大概是四种方案。一是实验室的溶液铸膜，就是通过溶剂溶解以后很低含量的树脂分散液，铺到玻璃盘上，然后烘干成膜。这个方法主要缺点是，工艺要求必须是开放的环境中手工作业，所以它的杂质比较多，产品品质不太稳定，也不能连续化生产，环境污染大，也不能做现在主流的复合膜。第二是杜邦最早做的挤塑工艺，这个工艺有两个缺点:一个是进口设备的价格比较高，因为全氟树脂在高温挤塑下会分解出氢氟酸，对设备腐蚀十分严重，所以这个设备螺杆要用锆材，锆材很贵同时因为很硬加工要求非常高，都要依靠进口，价格非常贵。以前我们询过价，1千万美金，而且还不卖给你。

做复合膜一般有两种工艺，一种是浸渍工艺，一种是流延工艺。浸渍工艺主要是通过是微孔膜浸到树脂溶液里面然后再拉出来进入干燥炉去干燥成膜。它这个特点速度非常快，效率很高，但是它有一个缺点，因为这个设备要求非常高，控制浸渍厚度的同时还需要通过吸附技术将树脂将微孔全部填充。填充物上来之后，它的透气性才会小，这样它的渗氢电流才会小，这是浸渍工艺的一个特点。浸渍工艺是是我们公司开展了两条路线之一。我们公司有两条路线，一条是浸渍工艺，一条是流延工业。流延是现在大家普遍在用的工艺，主要是通过对微孔膜的上下两面进行流延成膜。它的工艺原理比较简单，工艺对树脂的要求也低，难的是填充率比较难控制，同时这个微孔膜在这个树脂层里面得到一个很好的分布，这个也是一个难点

我们公司在全氟磺酸膜这块做了十几年，专利也比较多，我们有53项的子质子膜的专利，专利包括了配方、设备、工艺等。我们还布局了PCT国际专利，我们产品往外出口也是没有问题的。

这是我们最早的一代钢带流延线，一代量产线是2014年做的，比较做早的。当时资金有限，整个设备环境也不是太好，也没放在无尘车间里，这条线现在已经不用了。我们现在已经做到5代线了，但是这条线是我们所有线里面造价最高的一条线，当时做了将近1000万人民币，但是有了一代线，后面的线才做得越漂亮越完善，成本反而越低。

这个是我们公司现在主营的四款膜产品，它是针对不同的行业。左上角这款产品主要是用在传统的电解行业，包括电解水制氢、氨基酸的精制、二氧化氯电解等等，主要是一些小的行业，正是通过这些小的行业，我们的公司才一直活到现在。

另外，右下角这款是我们现在液流电池用的膜，我们公司现在是国内目前液流电池出货量最大的全氟质子膜企业。因为这个行业国内目前能够配套化生产就我们一家，我们今年出货量大概在5万平米，但是我们产能有20万平米。

左上角这张图是我们现在主推的15微米的质子膜，主要用在现在的物流车、重卡、大巴车上面，这是我们现在主推得应用场景。因为我们这个膜用途比较广，所以相对其他一些氢能源电池企业我们是有一定的基础业绩做支撑的。复合膜主要材料是两块，一块是全氟树脂，一块是微孔膜。这两块材料都做好才能把复合膜做好。决定膜好坏的主要是两个条件。一个是微孔膜：孔隙率够高、膜够薄，同时它的强度还不能太低，产品均一性要好。另外一块就是树脂离子交换容量要低，导电性能要好，同时耐久性、强度、溶胀还要好，其实这些都是互相矛盾的。目前我们也是做很多的实验，做了很多匹配，积累了很多经验和配方才完成了质子膜的产业化，现在批量化出来的膜基本上可以满足大家的应用需求，我们也是希望通过不断的商业运用和迭代来更新我们的产品，为大家提供更好的服务。这是我们跟某进口膜基本性能的对比。我们整体性能，包括我们的物理化学、机械性能等进口膜的差异不是很大，现在做的是耐久性的验证。

右边这个是我们在中科院大化所做的一个基本性能的一个测试，应该说还是国内比较权威的检测机构做的比较权威的报告。

这个是我们自己的测试平台上对燃料电池做成小的单电池的一个测试，包括极化曲线，渗氢电流，耐久性测试上，已经到达了可以商用的一个阶段。我们膜目前的整个表现和进口膜的差距已经不大了，基本上是在一条水平线上。在渗氢电流方面我们要高10%左右。耐久性方面我们膜做选型做评价，不可能每片都去做OCV，那时间来不及，因为每天做好几个配方，所以我们有自己一个方法。就是做fenton试剂测试。fenton试剂测试这块主要和国外的膜做对比的话，这一块的耐久性比国外的膜还要好。

这个是我们选的一些膜做的OCV和透气电流的一些曲线变化，到了500个小时之后，我们的压降是初始的19.7%。按照目前发布的DOE的标准是能够达到标准和客户需求的。因为我们本身是做材料的，我们做膜电极的测试也不是非常专业的，我们还是希望后续有一些合作的厂家把这一块一起往前推进。

我们和氢璞程总一起合作完成了上车的强检和上车公告。我们整个公司只专注与全氟质子膜的全产业链布局。从树脂、制浆材料、添加剂、制膜工艺、装备都是我们自主开发。这一块也是有我们自己的优势，使得我们目前整个制膜成本还是比较低的。我们不单是在燃料行业，也在其他质子膜应用场景的行业都有一些布局。目前我们还在淮安有一个占地80亩，年产100万平米的在建产线。我们现有的产线是30万平米，其中液流电池是20万平米，燃料电池是10万平米。燃料电池产线的出货能力是10万平米/年，我们核算了一下够一万台车用了。

今年的国产化替代的呼声比较大，国家对国产零部件也是有了很多期许和支持。一辆车质子膜0.25个积分，赛迪咨询核算了一下一个积分10万，如果能拿到政府奖励，一辆车国产质子膜奖励2.5万。

所以我们今天做一个营销方案：今年给客户定价是999元/平米，如果拿到政府订单，能成为我们战略伙伴的我们是可以给客户免费试用，3万公里拿到补贴之后再给钱。大家买膜不但不花钱，还能赚双倍的钱。减轻大家投资压力的同时解除大家对国产膜的顾虑。

希望大家多多支持我们国产的质子交换膜，谢谢大家，有需要可以直接找我。