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上海治臻：PEM電解槽雙極板上的創(chuàng)新

治臻本身是以燃料電池雙極板的設計、制備進入氫能領域。在六年與行業(yè)成長的歲月中，治臻逐步落成了“一個中心＋一個基地”產業(yè)布局。

其中，臨港基地作為研發(fā)中心，形成了面向氫能產業(yè)“產品構型設計”、“新型材料開發(fā)”、“精密工藝論證”及“裝備自主制造”的四大技術平臺。

常熟量產基地以工業(yè)4．0為建設目標，建成了“自動化柔性制造系統(tǒng)”、“工藝－質量信息自主交付系統(tǒng)”及“基于數(shù)據(jù)庫比對的質量控制系統(tǒng)”，實現(xiàn)批量化、一致性制造。

今后，治臻也將基于上述平臺，繼續(xù)深耕氫能領域，為氫能新型產品研發(fā)及量產做出貢獻。

PEM電解槽運行電壓高、環(huán)境酸度大、耐高壓需求強，并且規(guī)�；瘧�用成本需求日益凸顯。其中，對于雙極板而言，同樣面臨三大困境：

1）高電位涂層耐蝕性能差，耐高壓密封泄露風險大，材料體系缺口明顯

2）未突破沖壓對偶結構設計，采用銑削、蝕刻制備，材料利用率低，成本高

3）電解槽運行壓力、溫度作用下機械結構穩(wěn)定性差，影響安全運行

圍繞上述材料需求，治臻開展了高硬度三元乙丙材料體系開發(fā)，并利用多道次、變截面構型設計實現(xiàn)高壓密封；對于高電壓下涂層因團聚喪失界面導電現(xiàn)象，引入釘扎型元素，形成合金化涂層，有效抑制高電位下涂層團聚現(xiàn)象，延長涂層使用壽命。

圍繞上述構型設計，治臻通過“一板兩場”結構設計，充分利用沖壓工藝形成的對偶結構特點，實現(xiàn)電解槽極板薄板化，提升材料利用率的同時，顯著降低工藝成本。

此外，治臻對于PEM電解槽工質、溫度均勻性分布進行了系統(tǒng)化結構調整，提升了PEM電解槽使用效率及安全性。

治臻為PEM電解槽發(fā)展規(guī)劃了兩個方向。PEM電解槽大型化方向，主要解決穩(wěn)定性及長壽命，將來用于兆瓦級制氫場合。這個過程中，治臻主要側重極板－鈦氈－CCM之間均勻傳質的聯(lián)合設計，以及表面涂層材料體系的耐久性提升。另一個方向就是小型化，面向氫健康等方向，主要提升安全性及反應效率，這個方向上，治臻通過新型密封材料體系設計及流場、鈦氈等結構的有序化開發(fā)進行攻堅。

在常熟基地，公司正在建設一個“太陽能屋頂＋PEM電解制氫”示范項目，產生的氫氣可用于氫能AGV移栽車或氫能叉車，過程中產生的熱能可以供給日常生活使用，這便構成了一個小型的“氫能社會”，實現(xiàn)整個過程無排放無污染的社會活動。

治臻還擁有獨創(chuàng)密封材料杜絕外漏和串漏。

密封泄露途徑有兩個，一個是本體泄露，一個是界面泄露。對于材料本體泄露，治臻通過全碳鏈高分子材料體系開發(fā)，通過提升內部碳鏈排列密度，降低本體泄露風險。對于界面泄露，通過“多峰－變截面”結構設計，逐步卸載氣體逃逸壓力，提升了高壓下界面密封的可靠性。

有關極板上貴金屬的涂覆情況。高電壓下涂層發(fā)生團聚行為，降低界面并聯(lián)導電的能力，從而使得接觸電阻上升。通過引入“釘扎型”元素，對本體導電薄膜形成釘扎、固定，有效減少導電材料的“自卷曲”效應，抑制高電位下涂層團聚現(xiàn)象，延長涂層使用壽命。