航天系在我國氫能產(chǎn)業(yè)發(fā)展中一直處于技術(shù)引領(lǐng)地位，在氫能關(guān)鍵材料生產(chǎn)裝備領(lǐng)域，航天華陽正憑借航天科技集團(tuán)及母公司深厚的軍工裝備功底，以及23年的卷對(duì)卷設(shè)備生產(chǎn)經(jīng)驗(yàn)、12年的精密涂布設(shè)備生產(chǎn)經(jīng)驗(yàn)，為氣體擴(kuò)散層、質(zhì)子交換膜、催化劑涂層、堿性電解水制氫隔膜等氫能關(guān)鍵材料提供“航天級(jí)”品質(zhì)的生產(chǎn)裝備。
在2022高工氫電年會(huì)的電堆與核心材料專場(chǎng)上，航天華陽新能源裝備事業(yè)部總經(jīng)理左博宇發(fā)表了“氫能關(guān)鍵材料生產(chǎn)裝備‘硬實(shí)力’”的主題演講，并對(duì)其氣體擴(kuò)散層成套生產(chǎn)設(shè)備、質(zhì)子交換膜生產(chǎn)設(shè)備、催化劑涂層生產(chǎn)設(shè)備、堿性電解水制氫隔膜生產(chǎn)設(shè)備等進(jìn)行了介紹。
航天華陽成立于1999年，現(xiàn)有員工860余人，擁有150余人的研發(fā)團(tuán)隊(duì)，廠房建筑面積6萬平方米，各類加工檢測(cè)設(shè)備560臺(tái)套，擁有3萬平米的裝配廠房，可以滿足年產(chǎn)180臺(tái)套大型生產(chǎn)線的裝配要求。
2017年航天華陽就已交付第一臺(tái)質(zhì)子交換膜生產(chǎn)裝備，目前其質(zhì)子交換膜、氣體擴(kuò)散層等設(shè)備都已達(dá)到量產(chǎn)的要求，相關(guān)設(shè)備已經(jīng)銷售上海、浙江、天津、山東等地多家客戶。
氣體擴(kuò)散層成套裝備：國內(nèi)首臺(tái)套氣體擴(kuò)散層量產(chǎn)線供應(yīng)商
氣體擴(kuò)散層作為支撐燃料電池催化劑層和收集電流的重要結(jié)構(gòu)，對(duì)柔韌性、良好的導(dǎo)電性、適合的孔徑、高化學(xué)穩(wěn)定性、高機(jī)械強(qiáng)度、表面平整性、高熱穩(wěn)定性等性能要求較高，甚至被業(yè)內(nèi)人士稱為“燃料電池關(guān)鍵材料中最難啃下的硬骨頭”。
“做好氣體擴(kuò)散層設(shè)備，首先要解決生產(chǎn)工藝中的三個(gè)難點(diǎn)問題，第一個(gè)是適應(yīng)脆性材料的傳動(dòng)控制技術(shù)，第二是基材涂布改性及微孔成型技術(shù)，第三個(gè)難點(diǎn)是在超高溫條件下的設(shè)備穩(wěn)態(tài)控制技術(shù)。”左博宇表示，航天華陽為國內(nèi)提供了首臺(tái)套氣體擴(kuò)散層量產(chǎn)線，設(shè)備總長度超過200 m，材料寬度可以滿足400——1200 m m，可采用狹縫式涂布、浸漬式涂布等多種涂布方式。
質(zhì)子交換膜生產(chǎn)裝備：解決質(zhì)子交換膜涂布多項(xiàng)技術(shù)難題
質(zhì)子交換膜的工藝路線包括溶液流延法、擠出成型法、溶劑澆鑄法，以及單層質(zhì)子交換膜、復(fù)合型質(zhì)子交換膜工藝。
航天華陽選取的復(fù)合型質(zhì)子交換膜工藝，難點(diǎn)主要是PET/PI等基材的濕法涂布復(fù)合技術(shù)，涂層水分殘留控制技術(shù)，PTFE微張力精準(zhǔn)控制技術(shù)，包括PET放卷、涂布、貼合、干燥、收卷等工藝流程。
其質(zhì)子交換膜成套生產(chǎn)設(shè)備總長超過100m，材料的寬度可以滿足400——1200 mm，可以滿足連續(xù)多次涂布、多次貼合的生產(chǎn)工藝。該套設(shè)備基于PET/PI離型膜的濕法涂布復(fù)合工藝，解決了在柔性、易拉伸PTFE微孔膜上涂層均勻一致性難題；涂層水份殘留控制技術(shù)，解決了質(zhì)子交換膜涂層溶劑和水分揮發(fā)速率不一致，引起的大量水分殘留；EPTFE多孔膜微張力精準(zhǔn)控制技術(shù)，解決了EPTFE基材拉伸變形、傳動(dòng)起皺問題。
催化劑涂層生產(chǎn)設(shè)備：工藝迭代效率提高
催化劑經(jīng)涂層設(shè)備涂覆在質(zhì)子交換膜正反兩面，再與氣體擴(kuò)散層復(fù)合形成膜電極。
在催化劑涂層生產(chǎn)設(shè)備的工藝路線上，第一代的熱壓法在氣體擴(kuò)散層兩面做涂層處理，缺點(diǎn)是氣體擴(kuò)散層本身的孔隙率比較大，對(duì)催化劑的浪費(fèi)比較嚴(yán)重。
目前直接涂膜法是主流應(yīng)用技術(shù)，將催化層直接涂覆在質(zhì)子交換膜的兩側(cè)，再通過熱壓的方式將其和氣體擴(kuò)散層結(jié)合在一起形成“CCM”結(jié)構(gòu)膜電極。
“這種工藝路線大大提高了生產(chǎn)效率，同時(shí)也提升了催化劑的利用率，膜電極的性能也得到提高，是目前主流的應(yīng)用技術(shù)。”左博宇指出，目前航天華陽的催化劑涂層設(shè)備已經(jīng)與深圳某客戶達(dá)成合作。
堿性電解水制氫隔膜生產(chǎn)設(shè)備：電解水制氫關(guān)鍵材料
航天華陽積累了近十年分離膜裝備技術(shù)，已為凈水處理、海水淡化、工業(yè)廢水處理、物料分離等領(lǐng)域提供非標(biāo)裝備解決方案。通過吸收進(jìn)口分離膜裝備技術(shù)并結(jié)合航天精密制造工藝，自主研發(fā)了鑄膜裝備、涂膜裝備、鑄膜涂膜一體裝備等，目前已形成微濾、超濾、納濾、反滲透膜、電解水制氫隔膜等系列分離膜生產(chǎn)裝備。
目前航天華陽已為世界500強(qiáng)企業(yè)、國內(nèi)化工龍頭企業(yè)、國內(nèi)大型環(huán)保企業(yè)、高校及研究所提供了四十余臺(tái)套分離膜裝備。
