国内首套氢燃料电池双极板碳基膜生产设备新突破

将0.0005毫米厚薄的碳基薄膜涂覆于不锈钢表面，钢板的导电性丝毫不减，在强酸环境下浸泡10小时也不会被腐蚀。

这项技术将用于氢燃料电池双极板的生产过程中。双极板是氢燃料电池中的核心部件之一，是制约电池使用寿命的关键因素。

由武汉材料保护研究所氢能新材料事业部薄膜技术研究室设计研发的国内首套氢燃料电池双极板碳基膜生产设备，前不久经国内权威机构检测认证，碳基薄膜性能超过行业公认的美国能源协会相关标准，设备造价只有进口设备的1/4。

5月10日，在位于硚口区的武汉材料保护研究所薄膜技术研究室，氢能新材料事业部博士陈辉反复调试一台制膜设备（多功能物理气相沉积装备）的参数。设备内多块碳靶材匀速放电，发出紫色微光。大约30分钟后，数十片长方形不锈钢双极板表面就沉积了500纳米的碳基薄膜。

金属板表面发出紫色微光的过程，就是镀膜的过程。陈辉介绍，氢燃料电池通常在酸性溶液中进行电化学反应，其核心部件双极板负责运输气体并收集、传导反应生成的电流、热量和水，所以双极板既要导电又必须耐腐蚀。“碳具备金、银的导电性和防腐蚀性，价格却比金、银低得多。”陈辉说，电池生产成本因而大幅下降。

据了解，目前全球碳基膜生产企业大多使用的是荷兰和美国的设备，价格昂贵。2019年，武汉材保所开始探索碳基膜生产设备的国产化，他们从全国采购了50多个零部件，委托专业厂家耗时近一年组装。为了让设备生产出符合设计要求的产品，该所氢能新材料事业部进行数百次参数调试，采用多种工艺相结合的方式，制作出不同的双极板薄膜，检测结果显示碳基薄膜的性能最佳。

陈辉介绍，现在市面上通用的锂电池需要提前充电，而氢燃料电池使用液态氢产生的电流工作，是一种绿色能源，还能解决锂电池冬天耗电快的弊病，“从理论上来讲，氢燃料电池新能源车，即便在极端低温环境下，一次加入3至5升液态氢能续航700公里，更加节能环保”。

武汉材保所副所长段海涛介绍，该所始建于1953年，是国内最早从事表面保护、腐蚀科学和摩擦学技术研究与开发的综合性研究所，2020年，武汉材保所组建氢能新材料事业部，开始研发氢燃料电池的核心部件双极板。目前，他们研发的氢燃料电池双极板表面碳基薄膜涂层技术在国内处于领先地位，兼顾高性能和低成本。2021年，武汉材料保护研究所有限公司入围湖北省第三批专精特新“小巨人”企业。扎根硚口近70年，政府部门对专心做科研给予了很大支持。

据介绍，该所曾使用这套国产设备为东风汽车公司研发的氢燃料电池制作多个碳基薄膜样品，并通过短期测试。目前，武汉材保所正在为氢燃料电池双极板碳基薄膜的生产线落地做准备。今年，碳基膜双极板有望在武汉实现量产。

来源：长江日报

原文始发于微信公众号（艾邦氢科技网）：国内首套氢燃料电池双极板碳基膜生产设备新突破

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