4月22日，新源动力股份有限公司（简称“新源动力”）发布新一代燃料电池膜电极技术。
新源动力成立于2001年4月，是中国第一家燃料电池产业化的股份制公司，也是国家发改委唯一授牌的燃料电池及氢源技术国家工程研究中心，主要从事氢燃料电池膜电极、电堆、系统及相关测试设备的设计开发、生产制造和技术服务。其技术指标位居国内前列，相关产品已应用于乘用车、公交车、重卡、发电等领域，并受到用户认可。
在燃料电池核心技术开发和验证方面，新源动力已取得以下成果：
高性能低铂膜电极完成验证。高性能低铂膜电极完成验证，功率密度提升至1.5W/cm2@2.6A/cm2；铂用量降低至0.11gPt/kW；实测寿命突破10000小时。
-40℃无辅助低温启动。金属双极板燃料电池模块成功实现-40℃无辅助低温启动。
耐久性突破10000小时。金属双极板燃料电池电堆耐久性突破10000小时（按照10%衰减）。
本次发布的新一代燃料电池膜电极技术在以下几个方面有突破。
1
膜电极的功率密度
新源动力自主开发了多层次浆料分散工艺，使离聚物在催化剂表面分布更为均匀，构建了高效有序质子传输路径。另外，多层次分散方法也使得催化层形成了由微孔、介孔、大孔构成的多级有序氧传输通道，大幅降低了氧传质阻力。
另一方面，新源动力通过调控微孔层浆料配方，使得微孔层孔结构具备一定连通性，降低了扩散层气体传质阻力；针对改善催化层与扩散层界面接触这一科学问题，通过优化微孔层成型方式，使其表面粗糙度大幅降低，减小了微孔层与催化层间接触电阻。以上技术路径的实施，使得膜电极在Pt载量降低40%条件下，功率密度由上一代1.2W/cm2提升至1.62W/cm2。
新源动力膜电极产品极化曲线，图源新源动力
2
膜电极的耐久性
新源动力通过高效抗氧化膜电极开发、抗压膜电极结构设计、电堆与膜电极高精度装配工艺开发以及从系统氢空侧压差精准控制技术应用等多种手段，实现了在膜厚度降低60%的情况下，膜电极保持了同等的耐久性水平（加速膜电极机械化学耐久性考核>1500h）。
薄膜膜电极机械化学加速耐久性测试数据，图源新源动力
在催化层耐久性提升方面，新源动力通过离聚物的定向引入，实现了离聚物与催化剂表面有序高效分布，减少了Pt流失，削弱Pt颗粒之间的迁移，大幅提升了膜电极耐久性。通过车载动态工况下实测7400h的结果表明，电堆电极极化性能衰减3.19%，在行业内处于领先水平。
膜电极电堆耐久性实测数据，图源新源动力
3
膜电极的批量生产
新源动力在进行膜电极产品开发的同时也实现了批量制备工艺迭代升级。目前，采用卷对卷双斑直涂工艺，涂布速度可达5m/min，CCM年产能≥30万㎡，涂布载量公差＜3%，良品率＞99%。智能化膜电极压合产线可实现卷对卷连续生产，MEA成型速度可实现≥12片/min，设备自动化程度与集成度高，具有高稳定性，膜电极年产能≥400万片。膜电极智能化产线集成了多项在线检测技术、MES系统智能化控制方法，通过膜电极产品在电堆运行数据可以看出，膜电极表现出较高的一致性。
MEA成型量产线的设备，图源新源动力
膜电极产品在电堆中的一致性数据，图源新源动力
资料显示，截至2022年6月，搭载有新源动力产品的燃料电池汽车装车超过1100辆，在全国12个城市有搭载新源动力产品的燃料电池汽车车队在示范运营。
目前，新源动力已联合国内优质的催化剂、扩散层、质子交换膜、密封等关键材料供应链伙伴，开发了基于国产材料的膜电极产品，破除“卡脖子”难题，将为燃料电池产业链的安全性保驾护航。
面向未来，新源动力将在政府和社会的大力支持下，与产业生态链伙伴共同努力，加速技术自主创新，推进产品示范与应用双轨发展，为促进中国特色的氢能产业高质量快速发展贡献力量。
