全球范圍的減碳行動(dòng)促進(jìn)了氫產(chǎn)業(yè)的發(fā)展。我國(guó)氫能技術(shù)也獲得了諸多突破，但氫產(chǎn)業(yè)仍在形成初期，面臨諸多挑戰(zhàn)：

氫能產(chǎn)業(yè)生態(tài)尚不健全，?規(guī)?；瘧?yīng)用和產(chǎn)業(yè)化發(fā)展還存在較大瓶頸；

氫能生產(chǎn)和儲(chǔ)運(yùn)成本較高，供需不匹配，?儲(chǔ)運(yùn)環(huán)節(jié)的安全難題尚未得到徹底解決；

產(chǎn)業(yè)鏈供應(yīng)鏈關(guān)鍵技術(shù)材料和裝備仍依賴進(jìn)口，?商業(yè)化應(yīng)用面臨高成本難題。

以上都需要投身于氫產(chǎn)業(yè)的科技企業(yè)，依靠過(guò)硬的底層技術(shù)研發(fā)出滿足需求的創(chuàng)新性產(chǎn)品，才有機(jī)會(huì)突破現(xiàn)狀。

然而，創(chuàng)造一個(gè)創(chuàng)新性的產(chǎn)品，又是在氫這樣一個(gè)涉及諸多學(xué)科領(lǐng)域的技術(shù)密集型產(chǎn)業(yè)下，其難度不言而喻，僅靠一兩家科技企業(yè)的努力是無(wú)法完成的。單從一個(gè)固體氧化物制氫電堆產(chǎn)品的研發(fā)過(guò)程所涉及的材料、工藝、設(shè)備等的復(fù)雜度，就可見(jiàn)一斑。

圖1：固體氧化物制氫電堆產(chǎn)品結(jié)構(gòu)

電堆產(chǎn)品從關(guān)鍵的電解池（即電池片）、到集流體、金屬連接體、密封件都有各自特殊的材料要求，都要與材料生產(chǎn)方密切地對(duì)接，反復(fù)試驗(yàn)，獲得最佳的材料參數(shù)指標(biāo)。比如，電池片關(guān)鍵原材料粉末物化特性的穩(wěn)定度，決定著電池片電化學(xué)性能的一致性，從而影響電堆的制氫效率；金屬連接件的材質(zhì)和厚度選擇需要考慮導(dǎo)電性能、耐高溫氧化、耐腐蝕、熱膨脹系數(shù)、抗蠕變能力等，以保證電堆的性能及使用壽命。但，由于創(chuàng)新性產(chǎn)品用料的特殊性、不確定性、用量的不具規(guī)模，會(huì)給電堆產(chǎn)品研發(fā)方與材料提供方的合作帶來(lái)阻力。這便需要研發(fā)方與材料生產(chǎn)方能夠找到相互合作的最佳模式，建立信任，互相扶持。

將各類原材料加工成電池片，組裝成完整的電堆，涉及到繁雜的制作工藝、及各類設(shè)備和輔助工具的使用。

圖2：基于“流延-層壓-共燒結(jié)”工藝流程的電池片制造技術(shù)及設(shè)備

在電池生產(chǎn)過(guò)程中，生瓷帶是通過(guò)流延成型得到的，生瓷帶的質(zhì)量直接決定了電池的質(zhì)量。以下兩個(gè)要素是流延成型的要點(diǎn)，一是流延漿料的質(zhì)量，二是高精度流延設(shè)備和檢測(cè)設(shè)備。流延漿料是由多種不同比重、不同粒度的粉體原料搭配一定比例的分散劑和粘結(jié)劑組成的，因?yàn)闈{料是一種液固兩相流，其具有一些自身特殊的性能，例如粘度、流動(dòng)性等。這主要又是由于粉體的一些物理性能參數(shù)比如粒徑分布、比表面積等產(chǎn)生的影響。由于粉體是制備過(guò)程的核心要素，粉體特性決定了產(chǎn)品的性能，粉體應(yīng)該具有被處理、加工和燒結(jié)的能力。經(jīng)過(guò)與粉體供應(yīng)商經(jīng)過(guò)多次磨合，對(duì)粉體主要的一些參數(shù)，如平均顆粒尺寸和粒度分布、比表面積及純度等進(jìn)行了標(biāo)準(zhǔn)制定，并對(duì)不同的粉體批次的極高的一致性進(jìn)行檢測(cè)和監(jiān)控。

流延設(shè)備方面，漿料是在流延機(jī)基板的作用下變成壓力流和拖曳流的結(jié)合，刮刀和基板之間的間隙可以控制流延膜的厚度，流延膜的表面會(huì)因?yàn)楸砻鎻埩Χ兊霉饣Ｈ缓髮⑷軇┱舭l(fā)，漿料就會(huì)在增塑劑和粘結(jié)劑的影響下成型為具有一定強(qiáng)度、韌性的流延膜。膜帶的厚度主要由刮刀和基板之間的高度決定，這個(gè)精度需要控制在微米級(jí)，對(duì)于設(shè)備要求較高。同時(shí)需要在流延過(guò)程中實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)膜片厚度，為防止膜片表面劃傷，只能使用非接觸式測(cè)量方法，這都需要與設(shè)備提供商共同探討擬定符合要求的方案。

所有這些都精益求精，才能最終生產(chǎn)出性能達(dá)標(biāo)、質(zhì)量穩(wěn)定的電池片。

電池片到電堆的裝配，所采用的金屬結(jié)構(gòu)件需要與密封件通過(guò)高溫?zé)Y(jié)才能夠緊密粘結(jié)，保證不漏氣、串氣，金屬件不變形壓損電池片。除了材質(zhì)的選擇，對(duì)于金屬結(jié)構(gòu)件加工的平整度、表面粗糙度的處理也非常有講究，這都要與機(jī)加工廠商協(xié)商根據(jù)不同的參數(shù)制作不同的金屬結(jié)構(gòu)件反復(fù)測(cè)試，以獲取最佳效果。同時(shí)，因?yàn)椴糠纸饘俳Y(jié)構(gòu)件非常薄，僅零點(diǎn)幾毫米，很容易在加工及表面處理過(guò)程中變形彎曲，使得金屬結(jié)構(gòu)不平整，與密封件的結(jié)合容易出現(xiàn)縫隙，從而產(chǎn)生漏氣，串氣。為了解決這個(gè)問(wèn)題，需要在加工工藝及手法上與機(jī)加工廠反復(fù)磨合確定標(biāo)準(zhǔn)，在加工的每一道工序上保證最大的平整度，并采購(gòu)專門(mén)的設(shè)備進(jìn)行矯平修復(fù)，確保電堆各層結(jié)構(gòu)組裝的盡善盡美。另外，對(duì)于電堆產(chǎn)品的材料檢測(cè)、電池片及電堆的性能測(cè)試也需要專業(yè)機(jī)構(gòu)以及專業(yè)定制設(shè)備商的支持。

以上只是列舉了一個(gè)創(chuàng)新性電堆產(chǎn)品在研發(fā)生產(chǎn)過(guò)程中所涉及的部分材料、工藝和設(shè)備，就已經(jīng)涉及到眾多的合作企業(yè)。創(chuàng)新性的技術(shù)能夠真正的轉(zhuǎn)化為工程化的產(chǎn)品，應(yīng)用到實(shí)際的工業(yè)場(chǎng)景中，只是研發(fā)出來(lái)還是遠(yuǎn)遠(yuǎn)不夠的。

固體氧化物制氫電堆屬于高溫制氫技術(shù)，實(shí)際應(yīng)用需要熱管理系統(tǒng)及方案的支持，落地到工業(yè)場(chǎng)景中需要有敢于接納創(chuàng)新性產(chǎn)品的業(yè)主從小規(guī)模開(kāi)始使用，共同測(cè)試優(yōu)化，逐步放大，才能最終形成對(duì)于整個(gè)產(chǎn)業(yè)鏈有規(guī)模價(jià)值的產(chǎn)品。

圖3：電堆科技SOEC-CH4電堆產(chǎn)品熱管理系統(tǒng)（BOP）圖

穿越荊棘，方見(jiàn)繁花。只有氫產(chǎn)業(yè)鏈條的科技企業(yè)間緊密合作，不斷創(chuàng)新，創(chuàng)造出滿足產(chǎn)業(yè)真需求的產(chǎn)品，才能打破桎梏，促進(jìn)氫產(chǎn)業(yè)的發(fā)展。