破解氢能“芯片”卡脖子，金材科技发布“质子交换膜”技术

近日，在2023年火炬科技成果直通车暨江苏省专利（成果）拍卖季绿色双碳专场传来消息，国内氢能龙头鸿达兴业旗下全资子公司金材科技，历时25个月自主研发质子交换膜，一举解决了这一领域的卡脖子难题，该项技术并获得江苏省产业前瞻与关键核心技术科技计划项目资金支持。

“这一层就是我们做的质子交换膜，它的厚度只有15微米，也就是一张A4纸五分之一的厚度。”金材科技总经理谢四海介绍，质子交换膜虽然外观平平无奇，但是薄如蝉翼，1平方米仅有20多克重，通过这张膜，氢能在无需燃烧的情况下直接转化为电能，氢气转化成质子和电子，电子通过用电器转化成电流，驱动汽车或者用电器运转，另外质子和对面的氧结合变成水，所以它的排放物只有水。

因此，“质子交换膜”被誉为氢能产业的“芯片”，是汽车燃料电池的核心部件，其作用是隔离氢气和氧气并传递质子，是PEM电解水制氢技术和燃料电池领域的关键原材料之一。质子交换膜制备工艺复杂，长期被戈尔、科慕等美国和日本的少数厂家垄断，国外企业在质子交换膜市场占据着主导地位。对于目前国内的企业来说，质子交换膜的难点主要在于生产周期长、工艺复杂、生产成本高，要突破这些壁垒，国内质子交换膜企业持续在发力。

作为国产质子膜供应商的金材科技，创新性地引入多项自主创新技术及成果，填补氢燃料电池的多项技术空白，技术性能指标达到国际先进或国内领先水平，大大缩小与国外先进产品的差距，具有很好的产业化前景。

谢四海介绍，目前质子交换膜进口的主流竞争对手价格是2000元1平方米，质子交换膜生产技术大批实现国产化后，预计能做到600元1平方米左右，这样能大幅降低氢燃料电池的成本。项目量产后，预计可以减少膜材料使用量20%以上，节省成本30%以上，大大降低能源和原料损耗。同样，对于氢能源汽车来说，通过大规模国产化的质子交换膜，能让每一台氢燃料汽车的核心部件电池成本降低2.8万元。

金材科技相关技术负责人表示，氢燃料电池系统作为氢能源汽车的心脏，占氢能源汽车生产成本60%以上，而电堆成本在电池系统中的占比同样超过60%。在电堆组成成本方面，质子交换膜成本占比16%。

相关专家认为，此次国内企业突破质子交换膜卡脖子技术后，能够在一定程度上缓解当前进口质子膜供应不稳定、价格高等问题，对于绿氢产业发展也有促进作用。相关市场机构预测，到2030年质子交换膜需求量约2640万平米，市场空间可达132亿元，按照10%用到本项目的质子交换膜计算，将有产值12亿元。

同样，质子交换膜的国产自主研发后，将进一步完善我国氢能产业链。此前，鸿达兴业已在氢气的制取、储存、运输及加注等上游全产业链，积累了丰富的经验，并拥有气态、液态、固态储氢三种技术。此次旗下子公司金材科技发布质子交换膜技术后，不仅增强企业的韧性，也将助力我国氢能产业的高质量发展。