國(guó)內(nèi)首條吉瓦級(jí)AEM制膜生產(chǎn)線正式量產(chǎn)，綠氫規(guī)?；瘧?yīng)用邁出關(guān)鍵一步
綠氫材料“膜”力全開(kāi)
“正在生產(chǎn)的這款110微米陰離子交換膜產(chǎn)品，是老客戶訂單。該客戶此前已多次采購(gòu)應(yīng)用于200kW電解槽，經(jīng)多輪嚴(yán)苛的測(cè)試驗(yàn)證，產(chǎn)品各項(xiàng)性能指標(biāo)均符合要求。此次客戶再次下單，計(jì)劃將產(chǎn)品拓展應(yīng)用于兆瓦級(jí)電解槽項(xiàng)目。”嘉庚創(chuàng)新實(shí)驗(yàn)室研究員、嘉膜科技董事長(zhǎng)張秋根的語(yǔ)氣透著欣慰。這意味著陰離子交換膜在電解水制氫領(lǐng)域的工程化應(yīng)用成熟度實(shí)現(xiàn)跨越式提升，具備支撐兆瓦級(jí)規(guī)?；G氫項(xiàng)目穩(wěn)定運(yùn)行的工業(yè)化應(yīng)用條件。
這張薄如蟬翼的膜，是第三代電解水制氫技術(shù)（以下簡(jiǎn)稱“AEM技術(shù)”）突破的關(guān)鍵所在。它位于電解槽的中心位置，其離子電導(dǎo)率、穩(wěn)定性和耐久性直接關(guān)系到電解槽能否高效安全地運(yùn)作。“技術(shù)的核心痛點(diǎn)，在于隔膜的氫氧阻隔性和穩(wěn)定性。”張秋根介紹，以往這類(lèi)材料長(zhǎng)期依賴進(jìn)口，如今，這條產(chǎn)線不僅實(shí)現(xiàn)綠氫核心材料的國(guó)產(chǎn)替代，更使成本下降將近50%，從源頭降低綠氫全產(chǎn)業(yè)鏈成本，為綠氫技術(shù)規(guī)模化應(yīng)用與產(chǎn)業(yè)化提速提供關(guān)鍵支撐。
“去年5月，浙江的一家客戶來(lái)車(chē)間訂購(gòu)產(chǎn)品，現(xiàn)場(chǎng)驗(yàn)完貨直接打包帶走，成為產(chǎn)線首個(gè)大批量出貨的銷(xiāo)售訂單，大家都激動(dòng)不已。”回憶起當(dāng)時(shí)的場(chǎng)景，張秋根仍難掩喜色。依托嘉庚創(chuàng)新實(shí)驗(yàn)室平臺(tái)，制膜技術(shù)成功從實(shí)驗(yàn)室走向生產(chǎn)車(chē)間，現(xiàn)已占據(jù)全國(guó)市場(chǎng)份額的50%以上。
亮眼成績(jī)的取得，離不開(kāi)對(duì)每一個(gè)生產(chǎn)細(xì)節(jié)的極致追求。近60米長(zhǎng)的產(chǎn)線上，涵蓋了制漿、涂布、熱風(fēng)烘干、成品收卷等多個(gè)工段。由10節(jié)烘箱組成的熱風(fēng)烘干段，對(duì)膜的成型尤為關(guān)鍵。每節(jié)烘箱的屏幕上，實(shí)時(shí)跳動(dòng)著不同溫度和風(fēng)速參數(shù)。
“干燥速率在不同階段有不同要求，每個(gè)狀態(tài)都需要精確控制。”張秋根說(shuō)，生產(chǎn)過(guò)程就像制作蛋糕，需要先高溫定型，再中溫熟化，最后低溫收干，因此，膜成型過(guò)程的溫度控制也采用分段式設(shè)計(jì)。為確保膜性能的穩(wěn)定，團(tuán)隊(duì)經(jīng)過(guò)多輪論證，最終確定了最佳溫段和風(fēng)速組合。
從制漿到涂布復(fù)合，再到熱風(fēng)烘干、成品收卷，每一道工序都要求高度精細(xì)化操作。“該類(lèi)膜的生產(chǎn)技術(shù)門(mén)檻高，因此需要標(biāo)準(zhǔn)化生產(chǎn)來(lái)保證產(chǎn)品質(zhì)量的一致性。”張秋根說(shuō)，從上游生產(chǎn)原材料單體，到合成樹(shù)脂，再到成膜，全產(chǎn)業(yè)鏈生產(chǎn)技術(shù)均已實(shí)現(xiàn)自主化與國(guó)產(chǎn)化，并具備規(guī)?；桓兜哪芰?。
除全流程質(zhì)量管控外，產(chǎn)線旁還同步設(shè)立測(cè)試中心，配備精密測(cè)試設(shè)備，可實(shí)現(xiàn)“即產(chǎn)即檢”。“全過(guò)程的質(zhì)量控制與最終的精密檢測(cè)，為產(chǎn)品品質(zhì)插上‘雙重保險(xiǎn)’。”張秋根說(shuō)，企業(yè)的專業(yè)分析檢測(cè)團(tuán)隊(duì)，涵蓋材料科學(xué)、化學(xué)工程、電化學(xué)等多個(gè)學(xué)科領(lǐng)域，能根據(jù)客戶需求制定個(gè)性化測(cè)試方案，確保測(cè)試結(jié)果的準(zhǔn)確性和可靠性。
基于技術(shù)的先進(jìn)性，由嘉庚創(chuàng)新實(shí)驗(yàn)室牽頭申報(bào)的《陰離子交換膜電解槽第1部分：陰離子交換膜測(cè)試方法》獲國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)化管理委員會(huì)批準(zhǔn)立項(xiàng)，實(shí)現(xiàn)我國(guó)該領(lǐng)域國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)“零的突破”，也是我省牽頭制定的首個(gè)氫能領(lǐng)域國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)。
目前，AEM技術(shù)仍處在工程驗(yàn)證與示范階段，距離綠氫實(shí)現(xiàn)大規(guī)模生產(chǎn)應(yīng)用還需要2到3年。然而，面對(duì)未來(lái)，張秋根已給出清晰規(guī)劃：一方面，繼續(xù)提升產(chǎn)品的一致性，將工藝波動(dòng)降至最低；另一方面，力爭(zhēng)將膜的使用壽命從目前的5萬(wàn)小時(shí)延長(zhǎng)至8萬(wàn)小時(shí)。“我們希望以更穩(wěn)定、更耐久的‘膜’力，迎接綠氫規(guī)?；?、商業(yè)化時(shí)代的全面到來(lái)。”張秋根說(shuō)。 （記者 傅韜旭）
