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让氢燃料电池有了“中国芯”

时间:2024-06-28 08:29来源:长江日报 作者:汪洋
点击: 次
打开“楚天一号”轿车引擎盖，潘牧介绍氢燃料电池情况。 　　
 
        6月24日，2023年度国家科学技术奖揭晓，由武汉理工大学材料复合新技术国家重点实验室潘牧教授领衔的“低铂、高效燃料电池膜电极组件工程化成套制备技术及应用”荣获国家技术发明奖二等奖。
 
       “能够拿到国家最高级奖励，说明国家对氢能领域技术的高度重视。”潘牧告诉长江日报记者，24年来，他见过无数的研发机构和企业起起伏伏，很多消失不见了，他和团队走到今天实属不易。
 
        目前，潘牧正带领团队研发膜电极下一代技术，保持我国在此领域的领先地位。
 
0到1的突破
研制中国首片氢燃料电池“芯片”
 
         膜电极是燃料电池的核心组件，被称为氢燃料电池的“芯片”。2000年，武汉理工大学将一间10余平方米的办公室改造成实验室，36岁的潘牧临危受命，担任燃料电池技术带头人，在这里研制出我国第一片CCM膜电极。从这里起步，武汉氢能从无到有、开枝散叶。
 
         当时，国内外研制的膜电极均采用GDE技术制备，催化剂需用到大量贵金属材料铂，成本高昂、发电量很低。潘牧曾见过采用这种技术生产的燃料电池巴士，车上除了司机和售票员，就只容得下一位乘客，其余空间全部被燃料电池占据。
 
       “这种技术当然不可能商业化。”潘牧团队决定另辟蹊径，钻研CCM技术制备，将铂载量降低了75%。技术发展到如今，膜电极的功能密度也提高了5倍以上。
 
        潘牧团队成员李赏告诉记者，20余年来，他们历尽艰辛。2004年，团队研制出的第一批膜电极进行实验时全部失败，投入的近30万元打了水漂。
 
        随着锂电池的起步发展，同时受市场大环境影响，相比而言，氢燃料电池却没有达到预期的目标。当时，很多机构和企业放弃了燃料电池的研发，潘牧团队的研发人员也走了大半。
 
        李赏至今记得当时的情景。“潘牧教授情绪很低落，氢能确实太冷了，经费也很少，他很理解大家寻找新的方向。”李赏则选择留了下来并坚持至今，“我和潘教授一样，认为氢能解决的是人类能源的终极问题，人类未来一定要往这个方向走。”
 
打破国际垄断
产品实现反向输出
 
        记者从武汉理工大学了解到，潘牧领衔的这项技术能够荣获国家级奖励，关键在于这项技术实现了我国CCM型膜电极零的突破，并成功进行了成果转化，摆脱了对国外膜电极产品的依赖，还实现对国际垄断国家的反向输出，推动了我国燃料电池产业化进程。
 
         2006年，潘牧的膜电极技术成型，学校成立武汉理工氢电公司，将产品从实验室推向市场。潘牧拿着公司生产的膜电极四处奔走，向高校、科研机构、企业推介，产品送出去了却不再有下文。当时国内根本找不到应用市场。
 
         处处碰壁，潘牧很是沮丧，转机却也在此时出现。2007年，在美国瑞莱昂公司做技术顾问的一位姓白的博士回母校武汉大学，偶然听说了潘牧正在做膜电极，便跑到武汉理工大学，想试试他的产品。当时潘牧还未从失落的情绪中走出来，不相信有人会对膜电极感兴趣，拒绝了白博士提供样品的请求。
 
         但白博士很坚持，最终还是从潘牧那里拿到了几片膜电极。回到美国后，瑞莱昂公司将其与国际上两家同行生产的膜电极测试作对比，认为潘牧的膜电极性能还不错，但是安装破损率要高一些。
 
        “说我们的产品不好，我是不服气的。”潘牧当即买了一张机票飞到美国，现场只看了一眼便断定是瑞莱昂公司提供的图纸尺寸出了问题。瑞莱昂公司的技术人员一开始并不相信，但当他们重复校验后发现，果然存在0.5毫米的误差。调整后再对比，潘牧的膜电极产品完全优于另外两家公司。
 
         潘牧独到的眼光令瑞莱昂公司惊叹不已，公司上下都对他刮目相看，双方很快达成了合作，首期签下5000片的订单。产品经测试无一片出问题，瑞莱昂公司又追加订单，从3万片、9万片再到后来的10万片以上。
 
         2008年，武汉理工氢电公司依靠出口，已将营收做到了千万元以上。2018年，武汉理工氢电公司引入民营资本成立武汉理工氢电科技有限公司，大幅扩大产能。
 
任重而道远
年逾六旬仍在为氢奔走
 
         距离武汉理工大学28公里的武汉经济技术开发区新能源与智能网联汽车产业基地，武汉理工氢电科技有限公司坐落于此，该公司入选国家级专精特新“小巨人”企业。
 
         6000余平方米的生产车间内，多台大型车床正在繁忙作业。2019年，公司自动化膜电极生产线建成投产，产能提高了5倍以上，即便当时美国加收20%的关税，膜电极的销售额却只增不减。
 
          潘牧教授领衔的项目获国家最高级奖励，公司总经理田明星难掩兴奋之情，在社交媒体上分享喜悦，“20余年换得此刻荣誉！”
 
          公司副总经理陈娟告诉记者，公司根据客户需要，进行定制化生产，严格交货时间，基本上没有库存。公司膜电极产品应用到商用车、船舶、飞机、高铁等，并为三峡工程、航天工程等相关项目提供技术支持，其中30%的产品远销美国、英国等国家。
 
          虽然已年逾60岁，但潘牧仍不辞辛劳，为氢奔走。作为我国氢能领域专家、武汉理工大学教授以及武汉理工氢电科技有限公司首席科学家，他每年有三分之一的时间在出差、三分之一的时间在学校、三分之一的时间在公司。
 
         “我国发展氢能任重而道远，需要产业链上各环节共同努力。”潘牧说，真正要干好一件事情，得付出百分之百的努力，至少在思想上必须全身心地投入。他坚信中国氢能产业的春天就快到来。
 
(责任编辑：子蕊)
文章标签： 氢燃料电池
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