[摘要] 專訪戈?duì)柈a(chǎn)品專家 探尋質(zhì)子交換膜的秘密。 

近日，豐田中國(guó)全新大功率氫燃料電池系統(tǒng)迎來(lái)上市，其最高效率接近65%。日益精進(jìn)的創(chuàng)新技術(shù)正不斷為氫燃料電池汽車的商業(yè)化注入加速度。作為對(duì)燃料電池系統(tǒng)產(chǎn)生顯著影響的質(zhì)子交換膜(PEM)在其中發(fā)揮不可忽視的重要作用。那么，如何挑選一款合適的質(zhì)子交換膜(PEM)，戈?duì)柟荆℅ore）產(chǎn)品專家Chow Mun Hoe給出答案，三步關(guān)鍵分析法。 

 #研發(fā)階段#

步驟1

設(shè)計(jì)測(cè)試方法辨別最適合的PEM

系統(tǒng)性能和使用壽命與PEM之間會(huì)涉及非常多的變量，通常采用逆向設(shè)計(jì)思路，可以從燃料電池系統(tǒng)的需求，包括運(yùn)行環(huán)境、設(shè)計(jì)限制、運(yùn)行條件等因素反推對(duì)于PEM的價(jià)值要求。例如系統(tǒng)是否需要在高溫條件下工作，以達(dá)到縮小散熱器尺寸的需求？系統(tǒng)設(shè)計(jì)中含有增濕器和不含增濕器，是否會(huì)影響其運(yùn)行條件？設(shè)計(jì)人員可以據(jù)不同的需求來(lái)選擇合適的PEM。

但這一設(shè)計(jì)思路較為冗長(zhǎng)復(fù)雜，為此戈?duì)栔铝τ诶脕?lái)自現(xiàn)實(shí)案例的現(xiàn)有經(jīng)驗(yàn)數(shù)據(jù)，并嘗試通過(guò)建模來(lái)展示質(zhì)子交換膜對(duì)燃料電池價(jià)值鏈各個(gè)階段的影響。得益于戈?duì)柂?dú)有的膨體聚四氟乙烯(ePTFE)增強(qiáng)型PEM、樹(shù)脂和添加劑技術(shù)優(yōu)勢(shì)，我們能夠幫助燃料電池電堆更高效地運(yùn)轉(zhuǎn)，同時(shí)降低機(jī)械和化學(xué)耐久性方面的風(fēng)險(xiǎn)，是理想燃料電池的不二選擇。

#量產(chǎn)階段#

步驟2

選擇穩(wěn)定、高質(zhì)量供貨渠道

經(jīng)過(guò)反復(fù)的推敲試驗(yàn)后，推進(jìn)合適PEM并進(jìn)入量產(chǎn)階段成為燃料電池商業(yè)化的又一關(guān)鍵。進(jìn)入批量生產(chǎn)階段，如何挑選供應(yīng)商以保障穩(wěn)定高質(zhì)量供貨才是一切的基石。

對(duì)于已建立起成熟供應(yīng)鏈的戈?duì)杹?lái)說(shuō)，能夠通過(guò)采用系統(tǒng)性的方法關(guān)注到PEM生產(chǎn)及審核的每個(gè)環(huán)節(jié)。戈?duì)栆猿墒旆€(wěn)定的制造工藝和校準(zhǔn)確保產(chǎn)品批次間的質(zhì)量一致性；更通過(guò)量產(chǎn)審核和驗(yàn)證，采用合理的采樣計(jì)劃，甚至100%的產(chǎn)品檢查，從而降低產(chǎn)品的低良率和故障風(fēng)險(xiǎn)。戈?duì)枃?yán)格執(zhí)行每一流程步驟，不走任何捷徑，致力于為客戶提供高質(zhì)量的解決方案。

#失效鑒別#

步驟3

選擇合適的工具辨別潛在風(fēng)險(xiǎn) 

對(duì)于制造商來(lái)說(shuō)，常常會(huì)面臨燃料電池電堆的性能沒(méi)有達(dá)到預(yù)期水平，或是隨著時(shí)間推移其性能衰減的問(wèn)題，及時(shí)地判斷其失效的故障原因不僅可以規(guī)避風(fēng)險(xiǎn)，還能延長(zhǎng)產(chǎn)品生命周期。

戈?duì)柍Ｓ盟姆N測(cè)試工具，深入質(zhì)子交換膜的內(nèi)部，判斷其失效的可能原因，并及時(shí)加以控制。如：

- 計(jì)時(shí)安培分析法(CA)：可驗(yàn)證質(zhì)子交換膜是否存在機(jī)械缺陷（或樹(shù)脂的分解）

- 循環(huán)伏安法（CV）：可用于衡量電極性能衰減的狀態(tài)

- 電化學(xué)阻抗譜（EIS）以及SEM-EDX等診斷工具

 作為氫燃料電池汽車動(dòng)力核心的質(zhì)子交換膜，PEM對(duì)于電堆功率密度亦產(chǎn)生至關(guān)重要的影響，其性能的優(yōu)劣則取決于樹(shù)脂的類型和膜的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)等多方面因素。矢志創(chuàng)新的戈?duì)?，基于?dú)有的創(chuàng)新材料膨體聚四氟乙烯(ePTFE)研發(fā)出能夠滿足不同特性需要的增強(qiáng)型質(zhì)子交換膜。其憑借纖薄的厚度展現(xiàn)出高質(zhì)子導(dǎo)電性以及低氣體滲透性，輔之以樹(shù)脂和添加劑技術(shù)幫助燃料電池電堆實(shí)現(xiàn)高效運(yùn)轉(zhuǎn)，并降低其發(fā)生災(zāi)難性故障的風(fēng)險(xiǎn)。

在持續(xù)推進(jìn)燃料電池汽車商業(yè)化的道路上，戈?duì)枖y創(chuàng)新材料解決方案為致力于為實(shí)現(xiàn)理想的燃料電池系統(tǒng)性能貢獻(xiàn)行業(yè)經(jīng)驗(yàn)，加速向碳中和未來(lái)邁進(jìn)。