嘉庚創(chuàng )新實(shí)驗室氫能團隊成員進(jìn)行PEM電解水器件材料性能測試。

廈門(mén)網(wǎng)訊(廈門(mén)日報記者 吳君寧 通訊員 楊國寧 黃亞男 圖/嘉庚實(shí)驗室 提供)集裝箱大小的裝備內部，純水儲存罐正在提供水源，層疊有致的電解槽不斷有氫氣生成，順著(zhù)連通的管道進(jìn)入供氫設備，宛如一家忙碌的小型工廠(chǎng)。這是嘉庚創(chuàng )新實(shí)驗室孵化企業(yè)——鷺島氫能(廈門(mén))科技有限公司(以下簡(jiǎn)稱(chēng)“鷺島氫能”)自主開(kāi)發(fā)的高性能兆瓦級質(zhì)子交換膜(以下簡(jiǎn)稱(chēng)“PEM”)電解水制氫裝備。它入選了2023年國家級能源領(lǐng)域首臺(套)重大技術(shù)裝備。

去年4月，嘉庚創(chuàng )新實(shí)驗室正式發(fā)布這一新產(chǎn)品，安裝便捷、易于移動(dòng)、運行簡(jiǎn)單、成本低……它讓作為能源的氫氣不再局限于傳統集中式的廠(chǎng)房大規模生產(chǎn)，也讓PEM電解水制氫在國內實(shí)現大規模商業(yè)化成為可能?！敖衲?，我們預計交付20兆瓦制氫設備，全年營(yíng)收會(huì )有大幅增長(cháng)?！奔胃齽?chuàng )新實(shí)驗室PEM電解水制氫項目負責人、鷺島氫能董事長(cháng)陶華冰表示。

全鏈條研發(fā)

實(shí)現關(guān)鍵材料自給自足

在嘉庚創(chuàng )新實(shí)驗室4號樓的PEM電解水制氫項目研發(fā)實(shí)驗室，十幾臺測試儀器正同時(shí)運轉，高效快速地進(jìn)行篩選工作?！拔覀兪堑谝粋€(gè)入駐電解水制氫平臺的項目團隊，剛來(lái)的時(shí)候，整層樓還是空的?！碧杖A冰回憶起4年前加入嘉庚實(shí)驗室時(shí)的情景仍印象深刻。

從研究生時(shí)期開(kāi)始，陶華冰就專(zhuān)注于電解水制氫領(lǐng)域，聚焦陽(yáng)極動(dòng)力學(xué)和催化劑材料的研究?！昂茉缇陀辛水a(chǎn)業(yè)化的想法?！彼f(shuō)。2020年，陶華冰從新加坡歸國，帶上幾名工程師來(lái)到嘉庚實(shí)驗室，一頭扎進(jìn)電化學(xué)材料領(lǐng)域的研究中，用2年多時(shí)間，主攻PEM電解水制氫裝備里最關(guān)鍵的膜電極。

“PEM制氫裝備過(guò)往無(wú)法大規模商業(yè)生產(chǎn)，主要是因為膜電極上的催化劑依賴(lài)銥等貴金屬材料，價(jià)格昂貴、利用率不高且壽命較短?！碧杖A冰說(shuō)。找到核心技術(shù)難點(diǎn)后，他帶領(lǐng)50余位實(shí)驗人員前后做了近千次試驗，終于制備出符合條件的催化劑，將膜電極材料上銥的用量降低了70%，同時(shí)，PEM電解水裝備的銥有效利用率、制氫效率和裝備壽命等性能不減反升，真正解決了PEM電解水技術(shù)走向市場(chǎng)的關(guān)鍵難題，也為團隊向企業(yè)轉變提供技術(shù)支撐。

2022年4月，在嘉庚創(chuàng )新實(shí)驗室的支持下，鷺島氫能(廈門(mén))科技有限公司成立。陶華冰團隊也從最初五六個(gè)人的項目研發(fā)團隊，發(fā)展到如今擁有50多名員工的新興企業(yè)，并靠著(zhù)超過(guò)國內國際平均水平的技術(shù)能力和產(chǎn)品關(guān)鍵指標，打通了PEM電解水制氫裝備的全鏈條研發(fā)，實(shí)現關(guān)鍵材料自給自足。

搶占新賽道

帶動(dòng)產(chǎn)業(yè)鏈形成群聚效應

PEM電解水制氫項目從藍圖轉變?yōu)榭蒲谐晒?，再到走向市?chǎng)，這場(chǎng)“長(cháng)跑”跨越了10年。對于長(cháng)期鉆研技術(shù)、從高校走向企業(yè)的陶華冰而言，一條新的起跑線(xiàn)出現在了面前。

都說(shuō)“創(chuàng )業(yè)九死一生”，陶華冰和團隊如今除了要在技術(shù)上持續取得新突破，更關(guān)鍵的是要將技術(shù)真正轉化為生產(chǎn)力?！皬目蒲谐晒绞袌?chǎng)投入應用，還有很長(cháng)一段路要走，我們正在做的是不斷縮小這段距離?！碧杖A冰說(shuō)。為了更快地從科研人員向企業(yè)家轉變，他養成了每周讀一本書(shū)的習慣，主動(dòng)學(xué)習企業(yè)生產(chǎn)經(jīng)營(yíng)的知識與方法。鷺島氫能也正在進(jìn)一步探索科技成果市場(chǎng)化模式，與行業(yè)龍頭企業(yè)、社會(huì )資本等建立起合作共贏(yíng)的橋梁。

隨著(zhù)國家“雙碳”目標戰略的推進(jìn)，氫能制造與利用被認為是未來(lái)能源革命的關(guān)鍵技術(shù)，嘉庚創(chuàng )新實(shí)驗室面向國家戰略和新能源產(chǎn)業(yè)發(fā)展需求，重點(diǎn)布局多路線(xiàn)電解水制氫技術(shù)與產(chǎn)業(yè)化工作。依托實(shí)驗室創(chuàng )新平臺和資源優(yōu)勢，陶華冰團隊獲得了從研發(fā)資源到儀器設備、從人才支撐到產(chǎn)業(yè)資源等多方位的支持。目前，鷺島氫能在廈門(mén)的制氫裝備生產(chǎn)基地正在加緊建設，帶動(dòng)氫能上下游產(chǎn)業(yè)鏈形成群聚效應，一條“1000兆瓦級的膜電極產(chǎn)線(xiàn)”將于今年9月完工。

“我們希望通過(guò)努力，促進(jìn)電解槽及可再生能源制氫成本快速下降，在質(zhì)子膜電解水領(lǐng)域成為全球領(lǐng)軍企業(yè)，并推動(dòng)我國在波動(dòng)性可再生能源制氫領(lǐng)域占據國際領(lǐng)先地位?！碧杖A冰和團隊正在電解水制氫的“新藍?！睋屪C遇，深耕布局。

電解水制氫項目 電解槽及可再生能源制氫 制氫裝備

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