為何氫能概念在資本市場被炒得如火如荼?為何產(chǎn)業(yè)資本紛紛搶灘布局燃料鋰電池產(chǎn)業(yè)鏈?答案或許是技術(shù)變革速度超出大眾預(yù)期。上證報(bào)記者昨日獲悉，坤艾(KunAi)新材料科技(上海)有限公司近期研發(fā)成功了新一代以超高分子量高性能磷酸摻雜聚苯并咪唑(PBI)為核心的高溫燃料鋰電池質(zhì)子交換膜(HTPEM)，該項(xiàng)技術(shù)攻克了多項(xiàng)核心材料的技術(shù)難題，填補(bǔ)了我國在該領(lǐng)域的自有技術(shù)空白，未來的燃料鋰電池將擁有更多的“我國芯”。

坤艾研發(fā)獲重大突破

質(zhì)子交換膜是PEM燃料鋰電池的核心組件，重要功能是充當(dāng)質(zhì)子通道實(shí)現(xiàn)質(zhì)子快速傳導(dǎo)，同時(shí)還起阻隔陽極氧化物和陰極燃料的作用，防止燃料(氫氣、甲醇等)和氧化物(氧氣、空氣)在兩個(gè)電極間發(fā)生互混。

據(jù)介紹，與現(xiàn)有的質(zhì)子交換膜相比，新的KunAi-HTPEM質(zhì)子交換膜材料具有超高分子量、卓越的機(jī)械強(qiáng)度以及優(yōu)異的質(zhì)子導(dǎo)通率、超長運(yùn)行時(shí)間、嚴(yán)格的成本控制，預(yù)計(jì)可大幅加快氫燃料鋰電池的商業(yè)化進(jìn)程。

據(jù)介紹，KunAi-HTPEM質(zhì)子交換膜材料的固體含量高達(dá)10-20%，其中高分子材料的固有粘度值可高達(dá)2-dl/g，質(zhì)子膜機(jī)械強(qiáng)度相應(yīng)大幅提高，預(yù)計(jì)運(yùn)行時(shí)間可以達(dá)到35,000～40,000小時(shí)，可以顯著提高燃料鋰電池組的壽命。

目前市場上已有產(chǎn)品中，與KunAi-HTPEM質(zhì)子交換膜對標(biāo)的是巴斯夫高溫質(zhì)子交換膜，后者已經(jīng)實(shí)現(xiàn)了20000小時(shí)穩(wěn)定性運(yùn)行。

據(jù)公開消息，巴斯夫高溫質(zhì)子交換膜電極曾供應(yīng)Samsung、plugpower、ultracell、丹麥Serenergy等客戶。在2018年的北京車展上，由中德合資公司GumpertAiwaysAutoMobileGmbH與丹麥燃料鋰電池開發(fā)制造商丹麥SerEnergy合作的超跑轎車亮相，基于巴斯夫高溫質(zhì)子交換膜技術(shù)的5KW電堆，利用重整甲醇產(chǎn)生的非高純氫氣給60KW鋰離子電池充電，只需加注3分鐘甲醇燃料，即可續(xù)航1200公里。

燃料鋰電池成本將大幅下降

高溫質(zhì)子交換膜可以大幅降低燃料鋰電池的成本。據(jù)介紹，以高溫質(zhì)子交換膜膜電極(MEA)為核心的燃料鋰電池總系統(tǒng)，不同于目前流行的常溫(60-80攝氏度)全氟磺酸膜電極(MEA)燃料鋰電池系統(tǒng)，高溫質(zhì)子膜可以不依賴高純氫氣制備、儲存，可直接使用甲醇重整出來的含雜質(zhì)的氫氣，燃料鋰電池總系統(tǒng)的復(fù)雜程度減低，運(yùn)行無故障率提高，具有非常大的成本優(yōu)勢。從原材料來源來看，甲醇價(jià)格低廉，能夠最大限度地利用現(xiàn)有加油站的便利，在乘用車上的應(yīng)用將會(huì)更加容易和便利。

坤艾的突破源于技術(shù)團(tuán)隊(duì)多年的積累。上證報(bào)記者了解到，坤艾新材料科技成立時(shí)間3年多，時(shí)間不算很長，已匯集了燃料鋰電池工業(yè)界和學(xué)術(shù)界的多位元老級全球技術(shù)專家，核心團(tuán)隊(duì)曾在巴斯夫燃料鋰電池和普拉格能源(PlugPower)工作，該團(tuán)隊(duì)曾參與了巴斯夫高溫質(zhì)子交換膜的研發(fā)。據(jù)悉，公司已經(jīng)在準(zhǔn)備各項(xiàng)技術(shù)專利申請資料，預(yù)計(jì)近期將在全球提交技術(shù)專利申請。

有接受記者采訪的電池行業(yè)資深人士表示，高溫質(zhì)子交換膜是燃料鋰電池技術(shù)突破的一個(gè)重要方向，隨著國家產(chǎn)業(yè)政策的支持，越來越多的資金和人才投入到這個(gè)行業(yè)，將進(jìn)一步推動(dòng)我國氫能源產(chǎn)業(yè)的發(fā)展。一個(gè)可喜的現(xiàn)象是，氫能燃料鋰電池公交車已經(jīng)在多個(gè)城市開始上路運(yùn)營，包括上海、武漢、成都等，來自實(shí)際運(yùn)營的經(jīng)驗(yàn)也將進(jìn)一步推動(dòng)產(chǎn)業(yè)的進(jìn)步。