中國儲能網(wǎng)訊：“載重10公斤、續(xù)航2小時，這還只是35兆帕氫氣罐的水平，換成70兆帕，能飛5小時，如果用液氫的話，續(xù)航按天算！”7月25日，西部金屬材料股份有限公司（以下簡稱：西部材料）聯(lián)合技術(shù)中心主任助理、氫能事業(yè)部負責人李禹辰介紹氫能無人機時，語氣中難掩自豪。
這架看似普通的無人機背后，藏著西安氫能產(chǎn)業(yè)突破瓶頸的關(guān)鍵——以鈦材料為核心的氫燃料電池技術(shù)，破解了相關(guān)產(chǎn)品成本高、壽命短的行業(yè)難題。事實上，依托自身在稀有金屬加工領(lǐng)域的優(yōu)勢，西部材料在氫能制取與應(yīng)用的關(guān)鍵領(lǐng)域?qū)崿F(xiàn)了技術(shù)突破。
從實驗室到產(chǎn)業(yè)鏈
鈦材料重構(gòu)氫能核心部件
7月25日，記者走進西部材料的生產(chǎn)車間，0.1毫米厚的鈦箔材在流水線上輕盈流轉(zhuǎn)。
西部材料氫能事業(yè)部箔材項目負責人師明杰負責鈦及鈦合金箔帶材的新產(chǎn)品研發(fā)工作，他拿起一片鈦箔解釋道，鈦的密度約4.5克/立方厘米，比不銹鋼輕了約50%。相同電堆用鈦雙極板，無人機能多載約30%的貨物，續(xù)航提升50%以上。
在制氫環(huán)節(jié)，西部材料的創(chuàng)新成效更為突出——針對質(zhì)子交換膜（PEM）電解水制氫設(shè)備，團隊開發(fā)的沖壓鈦極板，用0.3-0.5毫米鈦板替代傳統(tǒng)2-3毫米厚的蝕刻鈦板，材料成本直降約75%，在解決高質(zhì)量鈦基材和沖壓工藝難題后，鈦極板價格可降低90%以上，讓核心部件價格“打一折”。
值得一提的是，西部材料“三峰結(jié)構(gòu)”復合氣體擴散層，將鈦粉末與纖維氈完美結(jié)合，既解決了傳統(tǒng)材料“強度高則孔隙率低、傳質(zhì)效率高則易變形”的矛盾，又讓電堆電流密度顯著提升，使西部材料成為業(yè)內(nèi)唯一能批量供應(yīng)大尺寸微孔擴散層的企業(yè)。
記者了解到，AEM電解水是備受關(guān)注的前沿制氫技術(shù)。在這一領(lǐng)域，西部材料同樣拿出了“西安方案”。西部材料電解水項目負責人高建平說：“這復合泡沫鎳，用多孔傳輸層做功能層，普通泡沫鎳做結(jié)構(gòu)層，性能追平昂貴的鎳氈，價格卻降低近一半。”
從海綿鈦到電堆
全產(chǎn)業(yè)鏈參與讓成本瘦身更有底氣
“國內(nèi)氫燃料電池發(fā)展遇到的問題，不僅涉及技術(shù)領(lǐng)域，而且包括產(chǎn)業(yè)鏈協(xié)同?！痹谖鞑坎牧蠚淠芪瘑T會主任劉詠看來，行業(yè)痛點的根源，在于上下游“各管一段”。
西部材料的破局之道，是打通從海綿鈦到氫燃料電池、電解水電堆核心零部件的全產(chǎn)業(yè)鏈。
劉詠自豪地說：“我們是全球唯一一家從海綿鈦到鈦的雙極板，全流程自主可控的氫燃料電池關(guān)鍵零部件供應(yīng)商，可以為相關(guān)企業(yè)提供一體化解決方案?！笔聦嵶C明，這種全鏈條參與，讓成本控制有了更足的底氣。
劉詠坦言：“我們在氫能源領(lǐng)域應(yīng)用鈦材恰好解決了這個問題，尤其是我們現(xiàn)在制定了很多標準。比如，氫燃料電池里使用鈦材應(yīng)該遵循的標準，甚至包括氫燃料電池的一些標準。標準制定完成后，鈦材可以更好地應(yīng)用到氫能領(lǐng)域的各類產(chǎn)品中?！眲⒃佌f。
目前，西部材料與下游各頭部氫燃料電池企業(yè)建立了密切的合作關(guān)系，通過這些合作，逐漸擴大雙極板和氣體擴散層等產(chǎn)品的規(guī)模?！笆逦濉逼陂g，雙極板產(chǎn)能規(guī)模計劃達到1000萬片，氣體擴散層產(chǎn)能規(guī)模預(yù)計達到5萬平方米。
從人才到技術(shù)
西安優(yōu)勢助力氫能產(chǎn)業(yè)“加速跑”
“陜西鈦加工量占全國約60%，但長期‘兩頭在外’——原料在外、市場在外?！痹谖鞑坎牧下?lián)合技術(shù)中心主任助理、氫能事業(yè)部負責人李禹辰看來，這曾是本地鈦產(chǎn)業(yè)的痛點。
而氫能的興起，讓西安找到了破局的突破口。
當發(fā)現(xiàn)電解槽中約70%的成本來自鈦部件時，西部材料毅然投入數(shù)千萬元研發(fā)資金，依托西安人才密集、技術(shù)領(lǐng)先的特點，將鈦加工優(yōu)勢延伸到氫能終端產(chǎn)品應(yīng)用領(lǐng)域。
實驗室里，西部材料研發(fā)工程師李士玲對鈦雙極板空冷電堆進行性能測試，她的工作目的是“讓每克鈦都能釋放最大能量”。
李士玲告訴記者，鈦雙極板對氫燃料電池的促進作用顯著，與石墨雙極板相比，鈦雙極板能減輕電堆重量，提升儲能續(xù)航能力，在車載使用中抗震能力更強，也更穩(wěn)定。
目前，西部材料11位博士組成的氫能材料研發(fā)團隊已攻克多項關(guān)鍵技術(shù)難點：抗氫脆鉑涂層技術(shù)，在不影響性能的前提下降低了鉑層厚度，既降低成本又防鈦板變形；新型鈦合金材料讓雙極板沖壓深度從0.35毫米提升到0.5毫米，讓氫氣傳輸效率更高……
這些突破，吸引多家本地企業(yè)合作，共同打造“西安造”大功率氫燃料電池?！半S著氫燃料電池的普及，我們相信，鈦在雙極板氫燃料電池中的應(yīng)用規(guī)模將越來越大，成為西安鈦材和氫能發(fā)展的關(guān)鍵紐帶?！眲⒃伻缡钦f。
