戈尔全氟磺酸质子交换膜 (戈尔公司质子交换膜)

2019年2月25日,戈尔公司官微发布消息称,自2018年2月起,采用东方电气氢燃料电池系统的10台蜀都氢燃料电池公交车陆续驶上成都街头。截至2019年2月18日,这些氢燃料电池公交车已累计运行里程达33万公里,载客逾45万人次。运营中,这些公交车一次加注氢气20公斤,在公交工况下运行里程超过500公里,百公里平均氢耗3.39公斤。

这意味着,这些氢燃料电池公交车及其搭载的氢燃料电池系统在实际使用中经受住了安全性、经济性的考验。其中东方电气自主研制的膜电极组件通过耐久性验证,寿命突破5000小时的预设要求,戈尔GORE-SELECT®质子交换膜的耐久性和稳定性起着关键作用。

据了解,戈尔采用基于ePTFE(膨体聚四氟乙烯)的专有增强膜技术,GORE-SELECT®质子交换膜具有超薄、耐用、高功率密度的特性,广泛应用于全球领先燃料电池车型上,如丰田MIRAI、现代NEXO和本田CLARITY等,被认为是满足汽车应用挑战的行业标准。

在国内,除了配套东方电气自主研发的膜电极组件外,戈尔还助力新源动力HYMOD®-36型车用燃料电池电堆突破了5000小时耐久性难关,同时实现了电堆在-20℃环境下的低温启动,以及在-40℃下的储存。今年1月,戈尔荣获新源动力颁发优秀供应商奖。

值得一提的是,武汉理工氢电,前身即武汉理工新能源,公司成立达12年之久,拥有成熟的膜电极生产技术,是国内唯一销售超百万片膜电极的生产企业,主要供货给世界知名燃料电池叉车公司。公司质子交换膜也主要采用戈尔产品。

从全球范围来看,截至目前,涉足质子交换膜研发的以杜邦、日本旭硝子、日本旭化成、日本大金、3M、戈尔、美国道化学、意大利苏维、德国巴斯夫等国外公司为主。国内燃料电池热浪掀起以后,有多家企业瞄准商机开始进入质子交换膜领域,但目前仅有在该领域技术沉淀多年的东岳集团进入批量化试产阶段。相较之下,戈尔占据的全球市场份额最高。

戈尔是如何一步步获得燃料电池质子交换膜全球“桂冠”的?

资料显示,1938年,杜邦公司发现了聚四氟乙烯(PTFE),这是一种强大的合成聚合物,可以用于阀门、密封件、厨房烹饪用具等各种用途中。

二十世纪五十年代末期,在杜邦公司工作的Bill观察到计算机行业有兴起之势,敏锐地洞察到把PTFE用作计算机电缆绝缘材料的商机。Bill听从自己的直觉,在妻子Vieve的敦促下,夫妻俩于1958年1月1日在家中的地下室创建了戈尔公司(W.L.Gore&Associates)。他们的首款产品是MULTI-TET™绝缘电线电缆。

Bill和Vieve的儿子Bob于1963年加入了公司。Bob也是一位企业家和发明家。跟随父亲10年前的脚步,Bob于1969年开始研究PTFE,思考这种材料还有什么可能。而后试验发现了膨体聚四氟乙烯,简称ePTFE,成为戈尔诸多解决方案的核心材料。

1994年,戈尔依托在工程膨体聚四氟乙烯(ePTFE)领域的专业知识,开发了增强透气膜专利技术。从那时起,公司已经生产了数百万件膜电极组件,远超业内其它供应商。产品系列包括:GORE-SELECT®质子交换膜、GORE®PRIMEA®膜电极组件。

戈尔官网显示,基于GORE-SELECT®质子交换膜制成的GORE®PRIMEA®膜电极组件(MEA)是第一款市售的膜电极组件(MEA)。如今戈尔已成为质子交换膜(PEM)燃料电池行业膜电极组件(MEA)的领先供应商。

世界各地几乎所有的主要燃料电池系统开发商均使用戈尔燃料电池部件,为固定、便携和运输应用中的各种燃料电池系统提供动力。过去三年中,现场放置的超过80%的公用固定设备质子交换膜(PEM)燃料电池演示和商业系统都采用了戈尔燃料电池部件。