东岳集团邹业成:燃料电池质子交换膜的现状和出路

时间:2019-02-08 19:44来源:中国电池联盟 作者:综合报道
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      1月20日-21日,由电池联盟、中国电子节能技术协会电池专委会、中国高科技产业化研究会、清华大学、北京理工大学联合举办的“2019氢燃料电池汽车产业技术峰会”在北京成功召开。
 
      东岳集团在香港上市,成为亚洲最大的富贵材料基地,主导的产品主要是绿色环保的制冷机,高分子材料等,从规模技术和市场角度来讲,占有力都是世界第一的,已经成为杜邦,海尔,海信,格力长虹等国内外企业的优秀供应商。
 
      东岳集团的邹业成演讲实录如下:
 
      尊敬的各位领导,各位专家大家上午好,感谢组委会的邀请,有机会介绍一下燃料电池质子交换膜,我从三个方面讲。
 
      一个是我们当前的问题和出路,我们资源消耗型的经济发展模式使得化石燃料燃烧,产生的工业尾气等等这些,造成了我们严重的空气污染问题。根据相关研究,尾气当中含有150-250的化合物,还有氮氧化合物还有一些致癌物质,当空气中的苯并芘浓度达到0.012微克的时候中国肺癌的人数就会增加,我们每天向空中排放的有害物质非常多。尾气的排放不仅仅是环境污染,同时也会对我们的身体健康造成损坏,我们也做了一些措施,比如说限行,限号,这些措施是治标,不能从根本的解决空气污染的治理。
      
      我们的领导人对污染的治理的决心也相当坚毅,明确的提出对污染的治理,由资源消耗型的经济发展模式转变为高质量发展模式,我们的出路何在呢,如何转型升级,我们的氢经济是从根本上解决环境污染的根本路径。
 
      第二个是质子膜燃料电池的核心技术,它是由关键部件+电堆机组成的,由质子交换膜,规划层以及双极板组成。
 
      说到这个关键部件,我们东岳集团关注的是质子交换膜,它是燃料电池的核心关键材料,它在电池内电路里面起到质子传输的作用。目前商业化应用的质子交换膜是全氟磺酸质子膜,全氟的特点是抗电化学腐蚀,他在反映中存在各种自由基,耐腐蚀;再有一个是性能要强,我们的氢燃料电池用氢气和氧气做氧化剂,防止他们相互渗透产生不安全因素。
 
      我们的碳氢膜存在一些不足,所以它没有在燃料电池领域得到商业化应用。全氟质子交换膜它首先在材料归属里属于有机高分子材料的含氟高分子材料。
 
      我们知道氟原子半径肥效长,极化率小,比较耐高温,耐腐蚀,以及我们的气体通过率都非常低,这样才能满足我们的要求,才能判断在燃油电池领域得到广泛的商业化应用,燃油电池质子膜是由杜邦公司的科学家研究的——氟烷基磺酸根引入到超级稳定的全氟质子交换膜。目前涉及这个开发的公司大约十几家,东岳集团是其中的一家。
 
      我介绍一下东岳集团在燃油电池膜的领域的技术积累和发展的过程,首先是我们的基础发展。我们东岳集团从2003年开始涉足燃油电池膜的制备和研发,通过几年的发展我们的发展过程分为五个阶段。
 
      2003年我们开始研究全方面的数字的研发和制备,我们到2008年的时候进入了我们的第二个阶段。到2012年的时候,我们跟LCC达成了联合开发协议,开始了生产线的建设,2014年我们开始高模量复合增强膜的开发和试产,到2014年8月份的时候我们的高模量复合增强膜顺利下线,我们具备了一定的技术。经过技术积累我们2018年到了产业化生产阶段,我们在2018年1月的时候专门成立了东岳未来氢能材料有限公司专门做复合增强膜的产业化这一块,同时我们的高性能复合增强膜产业化生产列入了山东省的新旧动能转化的重大项目库,预计一期完成之后我们的复合增强膜的产生将会持续加大。
 
      通过几年的积累,我们主要是在银石矿和盐矿我们形成了完整的产业链结构,这个产业链保证了我们在高性能长寿命低成本的研发和生产提供了支撑和保障,这是我们配套的生产装置,有高纯度的TFE的生产装置,还有其他的等等。我们公司经过这么几年的技术积累形成了中间体树脂质子膜的体系,这是我们为燃油电池质子膜开发的专用数值,包括长侧链的还有短侧链的,目前东岳集团是全球唯一一家可以提供质子膜全部种类数值的公司。
 
      再说一下燃料电池的寿命,跟AFCC开发的时候的测试,我们的使用寿命长达6000小时以上,能够完成燃料电池汽车的要求,为此AFCC为我们颁发了技术达标奖,这个是全球仅有的两块奖牌之一。我们2016年通过了奔驰公司的质量内审。
 
      我们的产品的质量对我们的产品的生产过程以及产品进行控制,过程控制包括原材料的控制,生产环境的控制,设备的管理,检测与测试分析,知识产权,以及我们的存储控制等等一系列的因素进行严格的控制,我们2016年起,美国第三方对我们的燃料电池膜生产对我们进行了16949的认证。
    
      我最后介绍一下含氟功能膜材料国家重点实验室,这个是国内唯一的国家级的实验室。我们本着对接国家重大需求、支持国民经济发展这两大方向,对我们的含氟功能材料体系建构。我们希望通过在这个平台的支持下,我们能为我们的含氟功能膜材料作出我们应有的贡献,同时能够希望于今天在座的各位专家同行,一起共同努力能够为我国燃油电池产业的发展作出应有的贡献,以上就是我所有的汇报内容,谢谢大家。
    
      提问:您好,我们知道氢燃料电池膜很多都是来自杜邦和日本,经常有铂金含量每千瓦有多少克这个概念,你们的全氟质子交换膜有没有这个问题?

      邹业成:我们的质子膜起到质子传输,并不是起催化剂的作用。 
 
      问:我是宇通客车的,我想了解一下这个膜的寿命是在六千小时,但现在对于商用车来说基本上要达到两万八千小时以上才能满足商用车的需求,未来的东岳集团有没有对长寿命膜的研究和方向,预测是怎么样的?
 
      邹业成:当时我们AFCC联合开发,AFCC解散后,只测到六千小时,测完六千小时我们拆下来进行一个分析,我们的质子膜在里面的建模和漏点是不存在的,我们非常有信心能达到客车所需要的两万小时以上的。同时我们东岳集团2018年专门成立了应用性能测试评价实验室,未来的话,我们会在寿命考虑上做进一步的研究,同时也希望能够跟在座的各位同行一起努力,如果可行的话相互合作对我们的膜进行一个考评。
 
      提问:我想问这样的模式,咱们的膜能够做到的厚度是多少?
 
      邹业成:我们开发一系列的膜从10微米到15微米到18微米都可以,这是根据客户来定制的。
 
      提问:这个膜的厚度会影响他的寿命吗?
 
      邹业成:肯定会影响寿命,我们通过材料的筛选来满足客户的要求。
 
      提问:两万八千小时的话,你建议用多厚的?
 
      邹业成:这个是看你在乘用车比较严苛的工作环境还是客车的这种,如果是乘用车的话最好是用稍微厚一点的,因为乘用车的话,有一个明显的加速和减速。如果是客车的话,他这个工作环境会稍微好一点,这个建议稍微薄一点。我们厚度比较薄的这些,寿命同样没问题的,因为十三微米膜的话我们已经测到两万四小时以上。
 
      提问:我们有没有实际装车的数据?
 
      邹业成:目前有装车这种,主要还是客车这块。
 
      提问:寿命呢?
 
      邹业成:现在还没有出具体的数据,以后可以再交流。
 
      提问:您好,我是中华新材料的,我们不是很懂这个领域,能不能请您大概的为您公司做的这个质子交换膜跟杜邦的或者国外日本的一些,做一个综合的评价,有什么优点,还有什么问题需要解决?
 
      邹业成:首先我介绍一下我们膜的性能,从总体上来说我们的达到了杜邦他们的水平,甚至个别的指标我们是超过他们的水平。我们的优势主要还是产业链,刚才我们介绍了,我们形成全产业链的发展模式,我们在未来的价格上是非常有优势的。我们现在不足的话就是在寿命验证方面需要跟下游客户进行一个考评。
 
     (根据嘉宾现场演讲整理,未经本人审阅。)
 
(责任编辑:子蕊)
文章标签: 燃料电池 质子交换膜
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