十年磨一剑 桑莱特的膜电极崛起之路

来源: 高工氢电 2020-11-24

因为技术门槛高,多年来膜电极的市场份额一直被国际企业所占据,国产膜电极关键技术的突破和自主化,对于我国燃料电池产业发展有着重要的战略意义。

今年9月正式落地的“以奖代补”方案中,除了给整车积分补贴外,膜电极等核心材料的积分补贴也成为关注的重点。细则显示,示范城市群要聚焦技术创新,实现核心材料、关键部件和整车产品研发突破及产业化应用,具备核心自主技术的优秀企业将会脱颖而出。

在这一政策形势下,江苏延长桑莱特新能源有限公司(下称“桑莱特”)凭借其在膜电极领域的深厚积累,以及在技术创新、精益规模化制造及商业化应用等方面取得的显著成绩,成为氢燃料电池汽车的“十城千辆”浪潮中,极具潜力的国产自主膜电极先锋企业。

十年磨一剑 桑莱特的膜电极崛起之路

桑莱特的膜电极产品

“我们都很期待未来几年的氢能市场,十年磨一剑,终于到了桑莱特出手的时候了。”桑莱特研发总监黄林表示,在接下来“以奖代补”新政下的燃料电池产品放量过程中,凭借深厚的技术积累和定制化服务经验,国产膜电极将在降本提效的过程中占据市场先机。

技术基础扎实  正向研发实力雄厚

成立于2011年的桑莱特除了掌握催化剂、膜电极等多种燃料电池关键材料与部件的研发、测试及规模化生产能力外,还对电堆、系统和检测技术有着深刻的理解。

高工氢电了解到,桑莱特早期由南京大学邹志刚院士创建,在邹院士的带领下,公司先后入选为江苏省双创团队、江苏省最具有发展潜力的企业、国家级高新技术企业。其核心团队具有20多年氢能技术的研究经验。

依托南京大学在氢能、燃料电池和新材料领域的基础研究积累,桑莱特成立近10年来,先后承担了十多项省市、国家级氢能专项的研发任务,催化剂、膜电极等6项产品获得国家高新技术产品认定。

同时,桑莱特还拥有完善的膜电极检测能力,可根据客户的需要进行气密性、厚度均一性、极化曲线、透氢电流密度、电化学活性面积、寿命等多种测试项目,有效保证产品的质量和性能。

公司在质子交换膜、催化剂、膜电极、扩散层、双极板、电堆以及电源等方面均具有较强的研发测试能力,曾协助南京大学昆山创新研究院建成了国内首个拥有国家CMA资质的燃料电池检测中心,参与制定了燃料电池国家标准和行业(团体)标准10余项,其中8项已获正式颁布。

正是凭借雄厚人才团队及20多年的产业化经验,桑莱特不断地引领着膜电极行业的技术创新。

现阶段,桑莱特基于自主可控技术的燃料电池催化剂开发了铂载量仅为0.28mg/c㎡的高性能膜电极;长寿命车用水冷电堆膜电极在0.65V下性能可达1.24W/c㎡以上,最高性能可达1.4W/c㎡,相关技术获得了2018年日内瓦国际发明展金奖和特别奖。

产品多次迭代  满足客户定制需求

得益于团队深厚技术积累与科研前瞻性眼光,桑莱特不仅实现了膜电极在自主核心技术上的突破,还通过定制化的策略打开膜电极的应用市场。

桑莱特非常注重电堆客户的实际需求,主张膜电极的研发与实际电堆应用相互结合,以电堆客户的需求为导向,无限接近电堆的使用条件,从原材料的选型和定制开发入手,提升膜电极的实际寿命和性能,降低产品成本。

具体来看,桑莱特的膜电极产品具有相当大的灵活性。目前其产品主要针对空冷电堆和车用水冷电堆这两种用途,但可根据客户的需求提供其他各种用途的产品解决方案。例如:膜电极的尺寸、厚度、选材和封装工艺均可根据客户的要求进行定制。

十年磨一剑 桑莱特的膜电极崛起之路

除此之外,桑莱特还能提供针对客户的电堆、双极板进行膜电极配型服务,为客户量身打造高性能的膜电极。

桑莱特对催化剂、膜电极等产品没有设定最小起定量的限制,10年来持续支持产业链上下游用户的科研创新。其产品目前远销北美、欧洲、台湾等地区,累计销售国内外燃料电池企业150多家,高校和研究机构达60多所,产品性能获得了大量客户的广泛好评。

2019年10月,桑莱特获得了陕西延长石油集团的战略投资近1亿元,进入了新的发展阶段。

“在陕西延长石油集团的支持下,公司目前正在加紧扩建新厂房,计划在2021年内建成1条年产30万平方米的膜电极产品生产线,1条年产1000公斤的催化剂产品生产线。”桑莱特告诉高工氢电,公司正在开发新一代高ORR活性的催化剂、高活性长寿命低铂膜电极的量产制备技术,以满足日益增长的市场需求。

降本提效显著  助推氢能产业示范

现阶段,随着燃料电池电堆实现小规模放量和初步国产化,电堆成本下降明显。具体到各个环节来看,气体扩散层降本主要由规模化效应驱动。而质子交换膜、催化剂和双极板的降本则需国内工艺进步和规模化加以推进。

目前膜电极核心原材料主要靠进口为主,比如质子交换膜、催化剂等,仅靠减少原材料用量特别是单位面积的铂载量,在降本方面的空间有限,只有掌握原材料核心技术和工艺,才能掌握更多主动权。

桑莱特的优势在于掌握燃料电池核心材料催化剂的制备技术,拥有丰富的催化剂研发经验。现阶段,针对膜电极阴极电化学反应动力学缓慢的特点,桑莱特正在全力开发新一代高ORR活性的催化剂。高性能催化剂可以直接提升膜电极的性能,这在膜电极的成本降低方面有极大优势,同时也利于燃料电池电堆和系统在功率密度和寿命的进一步提升。

氢能产业的快速发展,必须先解决燃料电池的成本问题,而膜电极和燃料电池中的其他关键材料一样,成本的降低取决于“规模化”和“技术创新”。

“‘以奖代补’新政带来的市场和订单,能够激励膜电极企业不断扩大规模、不断技术创新。”桑莱特表示,这对国产关键材料和部件形成利好,相信以后各大城市中运行的氢能汽车,将有很大一部分比例应用的是国产膜电极。

在新政策发布之前,桑莱特已经启动了新厂房的建设工作,预计在2021年内就可以逐步释放膜电极和催化剂的产能,公司已经为“以奖代补”新政的实施做好了充分的准备。