“電解槽膜電極在研發(fā)階段可以先選擇小型的實(shí)驗室級設備，把產(chǎn)品做出來(lái)，做穩定，然后再上工業(yè)級的設備?！甭∩顨淠芸偨?jīng)理丁彥春在2022高工氫電年會(huì )上表示，由于催化劑、質(zhì)子膜的材料成本占比很高，初創(chuàng )企業(yè)從小型試驗室級設備入手能節省較多的成本投入。

在本屆年會(huì )的氫氣制儲運專(zhuān)場(chǎng)，隆深氫能總經(jīng)理丁彥春發(fā)表了“突破PEM電解槽MEA制備技術(shù)”的主題演講。丁彥春分析了PEM電解槽的主要材料構成和制造工藝流程，并介紹了隆深氫能的PEM電解槽制造設備情況。

PEM電解槽MEA制備技術(shù)解析

PEM電解槽MEA在制備過(guò)程中，需要完成漿料制備、CCM制備、五合一制備和六合一制備等關(guān)鍵步驟，在CCM制備環(huán)節，根據涂布方式的不同，有“噴涂+熱壓整平”、“狹縫涂布+平板轉印”和“狹縫涂布+熱輥轉印”等不同的工藝路線(xiàn)可供選擇。

實(shí)驗室級別的MEA制備工藝，第一步就是漿料的制備。先后需要完成預混、分散、破碎、均質(zhì)四大步驟。漿料制備的過(guò)程中，催化劑的分散是關(guān)鍵。

“很多企業(yè)在做漿料分散的時(shí)候會(huì )遇到一定的困難，需要根據不同的工藝路線(xiàn)，提前進(jìn)行預混?！倍┐罕硎?，漿料的制備有很多的講究，投放物料的順序以及所預混的時(shí)間，預混的溫度都有關(guān)系，只有熟練掌握經(jīng)驗才能取得意想不到的效果。

第二步是CCM的制備，通常用于PEM電解水制氫的質(zhì)子交換膜是115、117型號的，膜的厚度一般會(huì )超過(guò)150微米，在裁切的過(guò)程中可能會(huì )遇到一些困難。做五合一裁切隆深用的雙層邊框，在裁切點(diǎn)上要選擇適合自己的裁切方法，保證裁切不會(huì )產(chǎn)生刀痕或者是一些裁切邊緣的瑕疵。

涂布對于PEM電解槽的CCM制備來(lái)說(shuō)，也是最為核心的工藝環(huán)節，有多種工藝路線(xiàn)可供選擇。

實(shí)驗室級別的CCM制備，大多采用噴涂工藝，目前隆深氫能目前交付的是1.2mX1.2m以上的噴涂設備，因為涂層和膜之間的附著(zhù)力沒(méi)那么強，在實(shí)現高效的噴涂流程以后，需要做熱壓整平。

工業(yè)級生產(chǎn)則大多采用狹縫涂布工藝，這里面有“狹縫涂布+平板轉印”和“狹縫涂布+熱壓轉印”兩種工藝路線(xiàn)可供選擇。

“我們在測試過(guò)程中發(fā)現，PEM電解槽CCM在涂布過(guò)程中，在直涂的時(shí)候，陰極側是可以不產(chǎn)生溶脹?！倍┐罕硎?，漿料的配比尤為關(guān)鍵，不同的漿料配比溶脹性存在很大的差異。企業(yè)在選擇漿料配方的時(shí)候可以根據自身的情況做出選擇，如果做不好配比，陰極和陽(yáng)極都選擇轉印工藝；如果漿料配比掌握得比較好，陰極側直接涂布到質(zhì)子交換膜上。

陽(yáng)極卷材涂布一般多采用轉印工藝，先涂到轉印膜上，然后再轉印到質(zhì)子交換膜上。在實(shí)際轉印過(guò)程中，有預熱部分，如果沒(méi)有經(jīng)過(guò)預熱，轉印膜就會(huì )存在殘余或者轉印不干凈的問(wèn)題。

由于催化劑、質(zhì)子膜的材料成本占比很高，為減少對材料的浪費，丁彥春建議企業(yè)在研發(fā)階段選擇小型的實(shí)驗室級設備，先把產(chǎn)品做出來(lái)，做穩定，然后再上工業(yè)級的設備。

除了狹縫擠壓涂布+轉印的生產(chǎn)工藝，隆深氫能在電解槽MEA制備方面今年新開(kāi)發(fā)了預混工藝，目前這項技術(shù)正在調試階段。這是我們工藝級的MEA制備，它的區別點(diǎn)在狹縫積壓+熱輥的轉印方式，一種是燃料電池的轉印工藝，我們今年還研發(fā)出一種和燃料電池不一樣的預混工藝，目前正在調試階段。

隆深氫能的PEM電解槽MEA設備突破

隆深氫能成立于2017年，是國內燃料電池設備行業(yè)領(lǐng)先企業(yè)之一。隆深氫能是佛山隆深機器人有限公司的全資子公司，隆深機器人成立于2013年，是一家專(zhuān)業(yè)從事工業(yè)機器人系統集成、非標自動(dòng)化設備及整線(xiàn)設計制造的高新技術(shù)企業(yè)。隆深機器人在自動(dòng)化產(chǎn)線(xiàn)設計方案深厚的經(jīng)驗積累，是隆深氫能開(kāi)拓燃料電池設備及研發(fā)自動(dòng)化產(chǎn)線(xiàn)的基石。

經(jīng)過(guò)多年時(shí)間的快速發(fā)展，公司已在東莞、蕪湖、長(cháng)沙、十堰設立子公司，在上海、寧波、武漢等多個(gè)地區設立分公司?，F階段，隆深氫能已具備成熟的膜電極（MEA）生產(chǎn)及檢驗小試/中試/整線(xiàn)設備交付能力，同時(shí)在雙極板生產(chǎn)、電堆裝配等方面的設備也做了大量的研究開(kāi)發(fā)，可以為用戶(hù)提供質(zhì)子交換膜燃料電池整線(xiàn)解決方案。

在新產(chǎn)品推出方面，除了在燃料電池設備上持續迭代，2022年以來(lái)隆深氫能還推出了一系列電解水制氫設備產(chǎn)品，主要包含以下4類(lèi)：

1、新一代熱轉印封裝技術(shù)及裝備：特殊的轉印結構保證陰陽(yáng)極雙面同時(shí)間歇轉印，大幅提高設備轉印效率，精密的牽引力控制保證CCM不拉伸變形，轉印良品率大幅提升，并且配置轉印瑕疵在線(xiàn)檢測，瑕疵區域Mark點(diǎn)標機。

2、PEM水電解噴涂機：采用特殊噴頭結構實(shí)現大流量噴涂，密封防護保證設備的防腐蝕提高壽命，龍門(mén)的高剛度結構保證噴涂的精度。

3、PEM水電解封裝生產(chǎn)線(xiàn)：采用自動(dòng)化機器人連接提高生產(chǎn)效率，采用特殊工藝保證邊框膜緊固可靠，在線(xiàn)瑕疵等品控提高成品率。

4、液流電池試驗中小式組裝技術(shù)：采用特殊結構保證多工位高效協(xié)同；不同的連接板螺栓連接工藝提高裝配效率。

截至目前，隆深氫能在PEM電解槽MEA制造設備方面已經(jīng)開(kāi)發(fā)了CCM噴涂機、CCM涂布機、六合一封裝線(xiàn)和電堆組堆線(xiàn)等多款產(chǎn)品，并服務(wù)國內多家頭部企業(yè)。