國內氫燃料電池行業“熱火朝天”背後，面臨的是大部分核心材料和組件需從國外進口的現實。這其中的問題到底在哪？是技術研發實力不行，還是市場需求不足導致產業化推進艱難？從質子交換膜這一核心材料的國產化進展，或許可以一窺端倪。
為促進國內氫燃料電池及汽車產業健康發展，為業內提供最真實的行業信息，高工氫電舉行“2018年氫燃料電池全國巡迴調研活動”，走訪國內主流的整車、電堆及動力系統、關鍵材料和核心部件企業。
近日，高工氫電巡迴團隊走進國內知名燃料電池研究機構武漢理工大學，與材料複合新技術國家重點實驗室唐浩林教授展開深入交流。
唐浩林從2001年開始介入質子交換膜研究，至今已有17年。此前美國通用、大眾等車企在同等條件下測試武漢理工等質子交換膜性能數據來看，武漢理工質子交換膜性能高出競品8%—20%，F離子流失速度為競品25%、水熱循環壽命達到20000次以上。
高工氫電瞭解到，燃料電池質子交換膜是納米孔隙的功能膜。在保證強度的前提下，膜的厚度越薄，性能越好。但需注意的是，膜遇水會有20%的膨脹，燃料電池在使用過程中，水量及溼度在不斷變化，膜尺寸也會隨之發生變化，容易損壞。
此外，燃料電池是一個開放系統，處於電壓不斷變化的氧化環境，酸度比硫酸還要高出很多，身處其中的質子交換膜極容易被腐蝕,技術門檻較高。
全球燃料電池質子交換膜最初只有杜邦、戈爾能夠批量提供，現在市場大部分採用的是戈爾產品，而國內唯有在質子交換膜領域沉澱多年的東嶽集團能夠小批量供貨，原因除了技術難度大以外，更與市場需求並未真正開啟、產業化推進動力不足有關。
在唐浩林看來，技術研究不應該是“空中樓閣”，而是在市場需求的帶動下，在實踐中不斷髮現問題、解決問題。研發設計要根據企業存在的問題來做，才能夠滿足產業化發展需求。
值得一提的是，許多人認為燃料電池產業化難推進，主要原因在於技術達不到、成本過高。但從質子交換膜這一核心材料來看，目前質子交換膜價格約為1000-2000元/平米，100kW電堆需20平米左右，成本不超過3萬元，如果批量供應狀態下，成本還可以減半。
“我認為燃料電池產業化掣肘在於工藝裝備和集成能力。”唐浩林表示，燃料電池是一個開放系統，運行過程很複雜，對材料和零部件要求很高。所以從質子交換膜、膜電極、擴散層、雙極板到電堆，整個產品工藝鏈加工精度要求都非常高。
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