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泰極動力：為氫燃料電池造“中國芯”｜尋找佛山高新區(qū)硬科技

在佛山一家“硬科技”企業(yè)的研發(fā)中心，科研人員正在對氫燃料電池進(jìn)行運行測試。他們研發(fā)生產(chǎn)的氫燃料電池膜電極（MEA）不但擁有高性能、長壽命，達(dá)到國際領(lǐng)先水平，還通過原材料國產(chǎn)化，實現(xiàn)價格優(yōu)惠50%，極具市場競爭力。

膜電極（MEA）是氫燃料電池的“芯片”，通過電化學(xué)反應(yīng)，將氫氣的化學(xué)能轉(zhuǎn)化為電能，其性能直接影響燃料電池堆乃至整個燃料電池系統(tǒng)的性能。

這家生產(chǎn)膜電極的“硬科技”企業(yè)就是廣東泰極動力科技有限公司（以下簡稱“泰極動力”）。2018年落戶佛山以來，泰極動力在佛山高新區(qū)這片“創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)沃土”上一路成長，短短三年就成為佛山高新區(qū)種子獨角獸企業(yè)，除了獲得資金獎補以外，還享受“一企一策”靶向服務(wù)等政策支持，企業(yè)發(fā)展不斷邁上新階段。

泰極動力研發(fā)生產(chǎn)的氫燃料電池膜電極極具市場競爭力。劉明 攝

產(chǎn)品性能國際領(lǐng)先

價格比國外便宜一半

走進(jìn)泰極動力的無塵車間，一片片膜電極在調(diào)漿站、噴涂機(jī)、封裝站等智能化自動化生產(chǎn)設(shè)備的緊密配合下，進(jìn)行生產(chǎn)及精準(zhǔn)組裝。組裝完成后，它們被發(fā)往全國各地和海外。

對一臺氫燃料電池系統(tǒng)來說，電堆是核心部件，而電堆的核心是膜電極（MEA），因而膜電極也被稱為氫燃料電池的“心臟”，其研發(fā)和生產(chǎn)具備較高的技術(shù)壁壘。

“根據(jù)檢測數(shù)據(jù)，我們生產(chǎn)的膜電極綜合性能在國際上處于領(lǐng)先地位?！碧O動力CTO兼副總經(jīng)理Dustin Banham說。

以產(chǎn)品耐久性為例，泰極動力曾和幾家海外的行業(yè)“龍頭”企業(yè)進(jìn)行測評。經(jīng)過估算，泰極動力的產(chǎn)品耐久性要優(yōu)于海外企業(yè)30%以上。

“作為一家新公司，沒有人家那么長時間的積累，一定得靠更好的性能取勝?！盌ustin Banham指著測評數(shù)據(jù)說道。

經(jīng)過估算，泰極動力的產(chǎn)品耐久性要優(yōu)于海外企業(yè)。劉明 攝

在性能“較量”中，產(chǎn)品一致性同樣重要。為了展示品控效果，泰極動力隨機(jī)抽取了不同批次的產(chǎn)品，“在整個生產(chǎn)過程中，我們能夠保持高度一致，比較均衡?！盌ustin Banham說。

在實際生產(chǎn)過程中，需要按照不同的生產(chǎn)需求將一張張厚度僅有30微米的涂層薄膜進(jìn)行五層和七層堆疊組裝，最終形成膜電極。該環(huán)節(jié)對于生產(chǎn)工藝的精準(zhǔn)度要求極高，是整個組裝工藝中成本損耗最高的。

例如在膜電極五層組裝階段可觀察到的三種主要缺陷是氣泡、異物和毛邊，泰極動力通過優(yōu)化脈沖噴涂技術(shù)，可以很好地控制催化劑層的品質(zhì)或負(fù)載，從而減少產(chǎn)品缺陷。另外，泰極動力還會定期進(jìn)行頻繁的縮比性能測試，使得產(chǎn)品的整體缺陷率較低，大幅減少成本損耗。

“經(jīng)過3、4年的研發(fā)，我們生產(chǎn)的膜電極價格幾乎只有國際常規(guī)價格的一半?！盌ustin Banham說。

原材料國產(chǎn)替代

打造數(shù)字化運營生態(tài)

膜電極的降本，取決于核心材料的國產(chǎn)化。這對我國來說，具有里程碑的意義。

“中國沒有現(xiàn)成的原材料，也缺少研究方向，于是我們決定自己做?！盌ustin Banham介紹，過去兩年半里，泰極動力引進(jìn)了國內(nèi)吉林大學(xué)的一位博士，專做原材料開發(fā)。

膜電極的原材料主要包括催化劑、質(zhì)子交換膜、氣體擴(kuò)散層等。此前很長一段時間，這些原材料只能依賴進(jìn)口，供應(yīng)商主要來自歐洲、日本、韓國等地區(qū)。

他還介紹，目前在全球范圍，能實現(xiàn)膜電極核心材料抗反極催化劑批量供應(yīng)的企業(yè)共有三家，泰極動力就是其中之一?！拔覀兇蚱屏藝庠牧蠅艛??！?/p>泰極動力通過實現(xiàn)原材料國產(chǎn)化降低成本。劉明 攝

除了率先實現(xiàn)原材料國產(chǎn)化，泰極動力還打造出了數(shù)字化運營生態(tài)。

此前，泰極動力的生產(chǎn)設(shè)備的運行參數(shù)和產(chǎn)品缺陷以手工記錄為主，這會存在一系列問題：設(shè)備參數(shù)無法提前預(yù)警；不便于數(shù)據(jù)統(tǒng)計分析；關(guān)聯(lián)產(chǎn)品條碼的追溯，無法便捷查詢；人工目視外觀檢查，一致性差等。

為了解決這些短板，泰極動力研發(fā)了智能管理系統(tǒng)，實現(xiàn)數(shù)字化生產(chǎn)運營體系。“我們的質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)更高，為了達(dá)到這些質(zhì)量要求，我們必須擁有出色的質(zhì)量管理體系和車間內(nèi)所有數(shù)據(jù)的跟蹤?！盌ustin Banham說。

在泰極動力，“硬科技”并不罕見。泰極動力平均每年投入近3000萬元用于產(chǎn)品研發(fā)，目前共申請了46項專利，其中發(fā)明專利23項，還通過了IATF16949體系認(rèn)證。這一認(rèn)證意味著泰極動力有資格為國際汽車公司供應(yīng)部件。

深度開發(fā)產(chǎn)業(yè)鏈

小產(chǎn)品迎來大市場

近幾年，隨著氫能被納入國家能源戰(zhàn)略，轉(zhuǎn)換賽道、重新洗牌，給了地方經(jīng)濟(jì)和企業(yè)一個大跨步發(fā)展的機(jī)會。

對泰極動力來說，小小一片膜電極，也迎來市場爆發(fā)期。

“2021年我們膜電極產(chǎn)品的銷售收入正式突破2000萬元。”Dustin Banham透露，公司2018年成立之初，一直專注于研發(fā)產(chǎn)品，直到兩年前才開始試水銷售，并取得不錯反響。

2020年，泰極動力一號產(chǎn)線全面投產(chǎn)，年產(chǎn)能為5萬平方米，相當(dāng)于約100萬片膜電極，或7000套80KW電堆配套能力。今年以來，二號產(chǎn)線投產(chǎn)，年產(chǎn)能為30萬平方米。

Dustin Banham估計，隨著兩條產(chǎn)線的日益成熟，今年銷售收入有望翻番。

不只國內(nèi)，泰極動力還得到了世界的肯定。今年5月，泰極動力首次參加德國漢諾威工業(yè)展，收獲了不少來自法國、德國、丹麥、比利時、瑞典等國家的新客戶。

如今，泰極動力更以膜電極為中心，沿著整條產(chǎn)業(yè)鏈深度研發(fā)新材料，同時以多元化的應(yīng)用場景進(jìn)行廣泛推介。

“我們希望在維持現(xiàn)有性能不變的基礎(chǔ)上，尋找價格更低的原材料。”這成為泰極動力未來的一大長期目標(biāo)。

【撰文】劉明

【作者】 劉明

【來源】 南方報業(yè)傳媒集團(tuán)南方+客戶端