PEM电解水制氢项目研发实验室内，多台测试仪器高效地进行筛选工作。
嘉庚创新实验室氢能团队成员进行PEM电解水器件材料性能测试。
集装箱大小的装备内部，纯水储存罐正在提供水源，层叠有致的电解槽不断有氢气生成，顺着连通的管道进入供氢设备，宛如一家忙碌的小型工厂。这是嘉庚创新实验室孵化企业——鹭岛氢能（厦门）科技有限公司（以下简称“鹭岛氢能”）自主开发的高性能兆瓦级质子交换膜（以下简称“PEM”）电解水制氢装备。它入选了2023年国家级能源领域首台（套）重大技术装备。
去年4月，嘉庚创新实验室正式发布这一新产品，安装便捷、易于移动、运行简单、成本低……它让作为能源的氢气不再局限于传统集中式的厂房大规模生产，也让PEM电解水制氢在国内实现大规模商业化成为可能。“今年，我们预计交付20兆瓦制氢设备，全年营收会有大幅增长。”嘉庚创新实验室PEM电解水制氢项目负责人、鹭岛氢能董事长陶华冰表示。
全链条研发
实现关键材料自给自足
在嘉庚创新实验室4号楼的PEM电解水制氢项目研发实验室，十几台测试仪器正同时运转，高效快速地进行筛选工作。“我们是第一个入驻电解水制氢平台的项目团队，刚来的时候，整层楼还是空的。”陶华冰回忆起4年前加入嘉庚实验室时的情景仍印象深刻。
从研究生时期开始，陶华冰就专注于电解水制氢领域，聚焦阳极动力学和催化剂材料的研究。“很早就有了产业化的想法。”他说。2020年，陶华冰从新加坡归国，带上几名工程师来到嘉庚实验室，一头扎进电化学材料领域的研究中，用2年多时间，主攻PEM电解水制氢装备里最关键的膜电极。
“PEM制氢装备过往无法大规模商业生产，主要是因为膜电极上的催化剂依赖铱等贵金属材料，价格昂贵、利用率不高且寿命较短。”陶华冰说。找到核心技术难点后，他带领50余位实验人员前后做了近千次试验，终于制备出符合条件的催化剂，将膜电极材料上铱的用量降低了70%，同时，PEM电解水装备的铱有效利用率、制氢效率和装备寿命等性能不减反升，真正解决了PEM电解水技术走向市场的关键难题，也为团队向企业转变提供技术支撑。
2022年4月，在嘉庚创新实验室的支持下，鹭岛氢能（厦门）科技有限公司成立。陶华冰团队也从最初五六个人的项目研发团队，发展到如今拥有50多名员工的新兴企业，并靠着超过国内国际平均水平的技术能力和产品关键指标，打通了PEM电解水制氢装备的全链条研发，实现关键材料自给自足。
抢占新赛道
带动产业链形成群聚效应
PEM电解水制氢项目从蓝图转变为科研成果，再到走向市场，这场“长跑”跨越了10年。对于长期钻研技术、从高校走向企业的陶华冰而言，一条新的起跑线出现在了面前。
都说“创业九死一生”，陶华冰和团队如今除了要在技术上持续取得新突破，更关键的是要将技术真正转化为生产力。“从科研成果到市场投入应用，还有很长一段路要走，我们正在做的是不断缩小这段距离。”陶华冰说。为了更快地从科研人员向企业家转变，他养成了每周读一本书的习惯，主动学习企业生产经营的知识与方法。鹭岛氢能也正在进一步探索科技成果市场化模式，与行业龙头企业、社会资本等建立起合作共赢的桥梁。
随着国家“双碳”目标战略的推进，氢能制造与利用被认为是未来能源革命的关键技术，嘉庚创新实验室面向国家战略和新能源产业发展需求，重点布局多路线电解水制氢技术与产业化工作。依托实验室创新平台和资源优势，陶华冰团队获得了从研发资源到仪器设备、从人才支撑到产业资源等多方位的支持。目前，鹭岛氢能在厦门的制氢装备生产基地正在加紧建设，带动氢能上下游产业链形成群聚效应，一条“1000兆瓦级的膜电极产线”将于今年9月完工。
“我们希望通过努力，促进电解槽及可再生能源制氢成本快速下降，在质子膜电解水领域成为全球领军企业，并推动我国在波动性可再生能源制氢领域占据国际领先地位。”陶华冰和团队正在电解水制氢的“新蓝海”抢抓机遇，深耕布局。
（文/本报记者 吴君宁 通讯员 杨国宁 黄亚男 图/嘉庚实验室 提供）
