將0.0005毫米厚薄的碳基薄膜涂覆于不銹鋼表面，鋼板的導電性絲毫不減，在強酸環(huán)境下浸泡10小時(shí)也不會(huì )被腐蝕。

這項技術(shù)將用于氫燃料電池雙極板的生產(chǎn)過(guò)程中。雙極板是氫燃料電池中的核心部件之一，是制約電池使用壽命的關(guān)鍵因素。

由武漢材料保護研究所氫能新材料事業(yè)部薄膜技術(shù)研究室設計研發(fā)的國內首套氫燃料電池雙極板碳基膜生產(chǎn)設備，前不久經(jīng)國內權威機構檢測認證，碳基薄膜性能超過(guò)行業(yè)公認的美國能源協(xié)會(huì )相關(guān)標準，設備造價(jià)只有進(jìn)口設備的1/4。

5月10日，在位于硚口區的武漢材料保護研究所薄膜技術(shù)研究室，氫能新材料事業(yè)部博士陳輝反復調試一臺制膜設備的參數。設備內多塊碳靶材勻速放電，發(fā)出紫色微光。大約30分鐘后，數十片長(cháng)方形不銹鋼雙極板表面就沉積了500納米的碳基薄膜。

金屬板表面發(fā)出紫色微光的過(guò)程，就是鍍膜的過(guò)程。陳輝介紹，氫燃料電池通常在酸性溶液中進(jìn)行電化學(xué)反應，其核心部件雙極板負責運輸氣體并收集、傳導反應生成的電流、熱量和水，所以雙極板既要導電又必須耐腐蝕?！疤季邆浣?、銀的導電性和防腐蝕性，價(jià)格卻比金、銀低得多?！标愝x說(shuō)，電池生產(chǎn)成本因而大幅下降。

據了解，目前全球碳基膜生產(chǎn)企業(yè)大多使用的是荷蘭和美國的設備，價(jià)格昂貴。2019年，武漢材保所開(kāi)始探索碳基膜生產(chǎn)設備的國產(chǎn)化，他們從全國采購了50多個(gè)零部件，委托專(zhuān)業(yè)廠(chǎng)家耗時(shí)近一年組裝。為了讓設備生產(chǎn)出符合設計要求的產(chǎn)品，該所氫能新材料事業(yè)部進(jìn)行數百次參數調試，采用多種工藝相結合的方式，制作出不同的雙極板薄膜，檢測結果顯示碳基薄膜的性能最佳。

陳輝介紹，現在市面上通用的鋰電池需要提前充電，而氫燃料電池使用液態(tài)氫產(chǎn)生的電流工作，是一種綠色能源，還能解決鋰電池冬天耗電快的弊病，“從理論上來(lái)講，氫燃料電池新能源車(chē)，即便在極端低溫環(huán)境下，一次加入3至5升液態(tài)氫能續航700公里，更加節能環(huán)?！?。

武漢材保所副所長(cháng)段海濤介紹，該所始建于1953年，是國內最早從事表面保護、腐蝕科學(xué)和摩擦學(xué)技術(shù)研究與開(kāi)發(fā)的綜合性研究所，2020年，武漢材保所組建氫能新材料事業(yè)部，開(kāi)始研發(fā)氫燃料電池的核心部件雙極板。目前，他們研發(fā)的氫燃料電池雙極板表面碳基薄膜涂層技術(shù)在國內處于領(lǐng)先地位，兼顧高性能和低成本。2021年，武漢材料保護研究所有限公司入圍湖北省第三批專(zhuān)精特新“小巨人”企業(yè)。扎根硚口近70年，政府部門(mén)對我們專(zhuān)心做科研給予了很大支持。

據介紹，該所曾使用這套國產(chǎn)設備為東風(fēng)汽車(chē)公司研發(fā)的氫燃料電池制作多個(gè)碳基薄膜樣品，并通過(guò)短期測試。目前，武漢材保所正在為氫燃料電池雙極板碳基薄膜的生產(chǎn)線(xiàn)落地做準備。今年，碳基膜雙極板有望在武漢實(shí)現量產(chǎn)。

（來(lái)源：長(cháng)江日報）