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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年度國家科學技術獎揭曉，由武漢理工大學材料復合新技術國家重點實驗室潘牧教授領銜的“低鉑、高效燃料電池膜電極組件工程化成套制備技術及應用”榮獲國家技術發明獎二等獎。
“能夠拿到國家最高級獎勵，說明國家對氫能領域技術的高度重視。”潘牧告訴長江日報記者，24年來，他見過無數的研發機構和企業起起伏伏，很多消失不見了，他和團隊走到今天實屬不易。
目前，潘牧正帶領團隊研發膜電極下一代技術，保持我國在此領域的領先地位。
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，擔任燃料電池技術帶頭人，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。
當時，國內外研制的膜電極均采用GDE技術制備，催化劑需用到大量貴金屬材料鉑，成本高昂、發電量很低。潘牧曾見過采用這種技術生產的燃料電池巴士，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。
“這種技術當然不可能商業化。”潘牧團隊決定另辟蹊徑，鉆研CCM技術制備，將鉑載量降低了75%。技術發展到如今，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展，同時受市場大環境影響，相比而言，氫燃料電池卻沒有達到預期的目標。當時，很多機構和企業放棄了燃料電池的研發，潘牧團隊的研發人員也走了大半。
李賞至今記得當時的情景。“潘牧教授情緒很低落，氫能確實太冷了，經費也很少，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
產品實現反向輸出
記者從武漢理工大學了解到，潘牧領銜的這項技術能夠榮獲國家級獎勵，關鍵在于這項技術實現了我國CCM型膜電極零的突破，并成功進行了成果轉化，擺脫了對國外膜電極產品的依賴，還實現對國際壟斷國家的反向輸出，推動了我國燃料電池產業化進程。
2006年，潘牧的膜電極技術成型，學校成立武漢理工氫電公司，將產品從實驗室推向市場。潘牧拿著公司生產的膜電極四處奔走，向高校、科研機構、企業推介，產品送出去了卻不再有下文。當時國內根本找不到應用市場。
處處碰壁，潘牧很是沮喪，轉機卻也在此時出現。2007年，在美國瑞萊昂公司做技術顧問的一位姓白的博士回母校武漢大學，偶然聽說了潘牧正在做膜電極，便跑到武漢理工大學，想試試他的產品。當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的膜電極測試作對比，認為潘牧的膜電極性能還不錯，但是安裝破損率要高一些。
“說我們的產品不好，我是不服氣的。”潘牧當即買了一張機票飛到美國，現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。瑞萊昂公司的技術人員一開始并不相信，但當他們重復校驗后發現，果然存在0.5毫米的誤差。調整后再對比，潘牧的膜電極產品完全優于另外兩家公司。
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。產品經測試無一片出問題，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，大幅擴大產能。
任重而道遠
年逾六旬仍在為氫奔走
距離武漢理工大學28公里的武漢經濟技術開發區新能源與智能網聯汽車產業基地，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。
6000余平方米的生產車間內，多臺大型車床正在繁忙作業。2019年，公司自動化膜電極生產線建成投產，產能提高了5倍以上，即便當時美國加收20%的關稅，膜電極的銷售額卻只增不減。
潘牧教授領銜的項目獲國家最高級獎勵，公司總經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！”
公司副總經理陳娟告訴記者，公司根據客戶需要，進行定制化生產，嚴格交貨時間，基本上沒有庫存。公司膜電極產品應用到商用車、船舶、飛機、高鐵等，并為三峽工程、航天工程等相關項目提供技術支持，其中30%的產品遠銷美國、英國等國家。
雖然已年逾60歲，但潘牧仍不辭辛勞，為氫奔走。作為我國氫能領域專家、武漢理工大學教授以及武漢理工氫電科技有限公司首席科學家，他每年有三分之一的時間在出差、三分之一的時間在學校、三分之一的時間在公司。
“我國發展氫能任重而道遠，需要產業鏈上各環節共同努力。”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。他堅信中國氫能產業的春天就快到來。
(責任編輯：子蕊)
文章標簽：
氫燃料電池
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