1、膜電極生產工藝對比分析
膜電極的生產過程主要分為混漿、涂布、壓合三個核心環節，如下表所示：
膜電極的生產工藝中每一個核心環節一般有三種工藝技術路線，不同工藝技術路線的對比分析如下：
基于上述三個核心環節的不同工藝技術路線，公司與國內外同行業公司在膜電極生產工藝路線方面的對比分析如下：
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公司膜電極生產工藝技術路線的選擇系基于膜電極設計要求、規模化高節拍制造的適配性、量產質量可控度、關鍵材料利用率等多個維度綜合考慮的結果。
公司所選擇的球磨分散的方式，相較于超聲分散和高速攪拌/剪切的方式，不僅分散效率更高，還可以處理催化劑漿料直涂所要求的高粘度漿料，同時可實現大規模連續化處理。
此外，在漿料組成方面，由于催化劑在醇類溶劑中更容易分散，目前行業里通常采用高醇水比的溶劑，即主要以醇類作為溶劑，但公司自主開發的漿料則主要以水作為溶劑（水的比例＞80%），相對而言，溶劑成本更低且有機溶劑排放顯著下降。
公司所選擇的雙面直涂工藝技術，對設備、漿料特性等要求較高，工藝難度較大，但可以實現 5 米/分鐘以上的涂布線速度，且具有材料損耗小、催化劑涂層利用率高等特點。
相較于雙面直涂技術，轉印涂布技術可以避免涂布過程中質子交換膜的溶脹問題，但存在生產工序較多、轉印耗材較昂貴等缺點。
公司采用先進的間歇式、高精度雙面直接涂布技術，催化層濕膜厚度控制精度±5μm，可在高節拍、高精度生產的同時降低材料損耗。
但隨著產業快速發展，企業對于產能、生產節拍、制造成本、質量管控等要求越來越高，全自動化“卷對卷（roll to roll）”的膜電極壓合路線是順應行業趨勢的必然選擇。
因此，公司在產能規劃階段，對標世界領先水平，確定采用卷對卷的膜電極壓合路線，拉動設備供應商進行定制化開發，并建成了全自動化“卷對卷（roll to roll）”的膜電極生產線，自 2021 年中投產后已累計穩定生產膜電極超過百萬片。
2、膜電極產品性能對比分析
公司與國內外同行業公司在膜電極產品性能參數方面的對比如下：
極化性能和功率密度是直接對應關系，系指膜電極在一定工作電壓下活性區單位面積的電流或者輸出功率，是膜電極性能的核心指標。膜電極極化性能和功率密度越高，意味著輸出同樣功率時需要的膜電極活性面積越少，關鍵材料的用量也將越少。
在極化性能和功率密度方面，公司的 HCore-21A 型膜電極與國內膜電極頭部企業基本處于同一技術水平。相對于上一代膜電極，公司的HCore-22A 型膜電極的峰值功率密度提升了 30%，達到了 1.3W/c㎡@0.65V，可對標世界領先水平，性能與豐田第二代膜電極產品性能接近。
鉑用量為膜電極性能指標的另一個體現。目前膜電極催化劑以鉑貴金屬為主，鉑金屬的材料成本約占膜電極成本的 30%，因此在每千瓦輸出功率下，膜電極鉑用量越少，意味著技術水平越高、材料成本越低。
在鉑用量方面，公司膜電極產品 HCore-22A 的鉑用量為 0.27g/kW，處于國內先進水平，但距離豐田第二代產品 0.14g/kW 仍有差距，需通過高性能材料開發應用和膜電極微觀/宏觀結構優化設計等方面持續提升。
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在產品耐久性方面，公司的 HCore-21A 型膜電極的壽命為 10,000 小時，新一代 HCore-22A 型膜電極在上一代膜電極技術基礎上，從材料體系、結構設計、量產工藝等多維度進行優化和升級，在車用工況下的設計壽命預期可達 15,000小時以上。
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膜電極中所使用的全氟磺酸型質子交換膜，必須在較高的含水量或相對濕度條件下，才具有良好的離子導電能力。公司燃料電池電堆及系統產品采用自增濕技術路線，取消了空氣側增濕部件，簡化系統設計，但對膜電極提出了較高的要求。公司通過材料選型、組成和結構優化，實現了膜電極在無空氣增濕、高溫條件下穩定工作的能力。
綜上所述，公司已掌握低鉑載量、高性能、長壽命膜電極設計及批量制造技術，在燃料電池關鍵核心部件膜電極的自主研發與制造方面實現了國產化、產業化，公司的膜電極生產工藝和膜電極產品性能可對標國內外同行業先進水平，具備市場競爭力。
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原文始發于微信公眾號（艾邦氫科技網）：氫燃料電池企業捷氫科技再沖IPO
