質(zhì)子交換膜越薄，可以降低質(zhì)子傳導阻力，降低歐姆極化，提高電堆功率密度。同時超薄的設計更加有利于水氣的傳導，特別是在低濕條件下，提升整個電堆的運行性能。超薄膜還意味著原料更節(jié)省，系統(tǒng)設計更加靈活，開發(fā)者可以開發(fā)更簡單更低成本的系統(tǒng)。不過，薄膜技術(shù)并不那么容易實現(xiàn)，一個考驗就是如何打破性能和耐久性之間的矛盾問題。

7月3-4日，由高工氫電、高工產(chǎn)研主辦，以“風口上起舞，刀口上前行”為主題的“2019高工氫電產(chǎn)業(yè)高峰論壇”在上海浦東嘉里大酒店3樓浦東廳盛大舉辦，來自車企、電堆及系統(tǒng)、核心材料、關鍵零部件、設備及氫氣制儲運等產(chǎn)業(yè)鏈各個環(huán)節(jié)的超500位企業(yè)高層將共聚一堂，圍繞產(chǎn)品技術(shù)、行業(yè)發(fā)展趨勢及企業(yè)應對策略展開深度探討交流。

在7月4日會議現(xiàn)場，Gore（戈爾）全球產(chǎn)品經(jīng)理TakaoOhshima發(fā)表了“PEM燃料電池膜的性能和機械耐久性平衡”的主題演講。

Gore（戈爾）全球產(chǎn)品經(jīng)理TakaoOhshima

戈爾成立于1958年，是一家以材料科技為本的全球性公司。在車用燃料電池質(zhì)子交換膜領域，戈爾創(chuàng)造性地發(fā)明ePTFE(膨體聚四氟乙烯)的專有增強膜技術(shù)，其核心產(chǎn)品GORE-SELECT®PEM具有超薄、耐用、高功率密度的特性，與全球領先的新能源汽車制造商和燃料電池公司有著廣泛而深入的合作。豐田MIRAI、現(xiàn)代NEXO和本田CLARITY等都采用戈爾產(chǎn)品，被認為是滿足汽車應用挑戰(zhàn)的行業(yè)標準。

TakaoOhshima表示，滿足下游應用需求的質(zhì)子交換膜需要具備“高功率密度、機械和熱耐受性強、化學耐久性強、滲氫率低、低成本”等特性，戈爾在燃料電池行業(yè)的愿景為：1、為滿足大批量市場需求提供最具價值、增強型質(zhì)子交換膜；2、使功率密度、耐久性、成本和質(zhì)量達到最佳平衡；3、確保產(chǎn)品的可靠性和穩(wěn)定供貨。

“我們的理念是采用薄膜技術(shù)，薄膜的好處在于能夠?qū)崿F(xiàn)更高的能量密度，可以在更廣泛條件下運行，同時原材料使用更少，成本降低?！盩akaoOhshima說，但薄膜技術(shù)也面臨著挑戰(zhàn)，比如怎么應對耐久性等考驗。

從常理來看，膜越薄，性能提升的同時，耐久性也會降低，但這一“矛盾”有希望被打破。

TakaoOhshima透露，不同含量的ePTFE膜，曲伸用力都不一樣。為了滿足或者提升質(zhì)子交換膜的機械穩(wěn)定性，ePTFE的組成至關重要，采用不同的ePTFE會產(chǎn)生不同的性能。我們不斷利用我們的知識研發(fā)生產(chǎn)合適燃料電池使用的ePTFE膜。我們的做法是不斷優(yōu)化ePTFE結(jié)構(gòu)，作為關鍵點來打破平衡。

“并不是所有的ePTFE增強型膜都是一樣的。我們在樹脂這塊有很強的技術(shù)能力，我們的超薄膜可以讓燃料電池在不同工況下均衡發(fā)揮好性能。”TakaoOhshima表示，戈爾以獨特ePTFE技術(shù)打破成本-性能-耐久性之間的常規(guī)權(quán)衡，助力實現(xiàn)最低成本燃料電池系統(tǒng)。