氢燃料电池高温质子交换膜电极技术在亚太地区的推广和应用

日前，百里库耐氢能膜材料有限公司(以下简称“百里库耐”)与全球最大的化工公司之一巴斯夫正式签约《膜电极开发与全球授权合作协议》，将共同致力于“高温质子交换膜技术——在线制氢”等相关领域的研发和生产，向氢燃料电池高温质子交换膜电极技术在亚太地区的推广和应用推广

据悉，百利库耐是今年4月底刚刚成立的公司，主营业务包括高温质子交换膜材料的研发和生产、技术咨询和技术服务等。注册资本1亿元。其中，湖南百利工程技术有限公司(以下简称“百利科技”)出资4500万元，占股45%，为第一大股东；坤爱新材料科技(上海)有限公司(以下简称坤爱新材料)和技术团队分别持股35%和20%。

这两家投资公司的实力不容小觑。百利科技在大型化工生产线的设计和建设方面有着多年的经验，库耐新材料是科研的“生力军”。在与百利科技签署合作协议之前，刚刚宣布在高温质子交换膜技术上取得重大突破，研发出具有自主知识产权的“新一代超高分子量磷酸掺杂聚苯并咪唑高温质子交换膜”。该产品有望大大加快氢燃料电池的速度，具有优越的机械强度、质子传导性、更长的使用寿命和更低的成本。因此，引起了业界的高度关注和热烈讨论。

随着政策支持力度的不断加大，氢燃料电池逐渐成为新能源发展的主要方向之一。但是，要让这项技术尽快成熟并实现商业化，唯一的办法就是对核心材料进行开发和创新，降低生产成本，提高国产化率。

众所周知，氢燃料电池堆的成本控制一直是工业发展的关键。氢燃料电池堆包括气体扩散层、质子交换膜、膜电极、催化剂、双极板、密封件等部件，其中质子交换膜和催化剂的成本占电池堆总成本的60%以上。因此，质子交换膜可谓是扼住整个行业发展的“咽喉之路”。

目前，世界上氢燃料电池主要有两条技术路线。一种是“高压储氢-常温质子交换膜”路线，采用全氟磺酸膜。第二条路线是“在线制氢-高温质子交换膜”，采用高温质子交换膜。

其中，全氟磺酸膜应用较为广泛，这种质子交换膜被氢燃料电池汽车的代表车型丰田Mirai未来组合采用。它具有技术难度低、化学性能稳定的优点，但整体体系相对复杂，制备成本高。对于要求高操作环境的——，最佳工作温度为80摄氏度。如果温度过高，膜中的水分会减少，这将进一步降低质子传导率。因此，全氟磺酸膜的商业化非常缓慢。

然而，高温质子交换膜发展迅速，由于催化剂用量较低、水热管理体系简单、制备工艺难度相对较小等优点，生产成本迅速降低。此外，这种膜降低了对氢气纯度的要求，因此可用于高压储氢或甲醇重整制氢。这不仅意味着氢气可以随产随用，使氢气可以广泛应用于电动汽车的增程；也意味着氢燃料汽车将可以直接利用现有的加油站系统来完成甲醇的储存、运输和加注，从而避免了储氢和加氢等基础设施不足的问题。

从这个角度来看，这种膜技术的前景是很有希望的。

这一次，库耐选择与全球化工巨头巴斯夫联手，以展示其加速高温燃料产业化的野心

但是，伴随着左边的国产高温质子交换膜等科学新贵，右边的经验丰富的国际巨头巴斯夫，以及a股上市公司的资本实力加持，这些真的能保证百利坤' ai在deus ex中成为全球氢燃料电池领域的“破局者”，推动行业实现质的突破吗？

也许不太乐观。这是因为高温质子交换膜并不完美。

TF证券研究所发布的研究报告曾指出，高温质子交换膜仍存在明显缺陷。以代表性薄膜产品PBI(中间体聚苯并咪唑)为例。纯PBI在室温下是绝缘体，电导率极低。因此，有必要对PBI进行改性，并掺杂导电离子以提高其导电性。主流的解决方案是将PBI薄膜浸泡在磷酸中，得到磷酸掺杂的PBI薄膜，以提高其导电性。然而，这将导致磷酸掺杂的PBI容易膨胀和机械强度降低。而且在高温条件下，磷酸容易随高温流失，导致质子传导率下降。因此，有必要寻找独立于水和磷酸的质子导体。无机酸因其高导电性和中高温下运输方便，可能成为下一步的主要研发方向，但产业化仍需多方面推进。

因此，我国目前高温质子交换膜的成熟程度与量产的差距并不仅仅是“一步之遥”。虽然艾手里拿着一副“王炸”，但能否把牌打好，成为最后的赢家，还有待观察。

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