民營經濟高質量發展觀察系列報道

得益于產學研用融合——

氫能賽道，這家閩企跑在前列

核心提示

“我們身后的這個集裝箱，就是一座小型化工廠，可以實現快速安裝和制氫。”日前，在廈門大學翔安校區嘉庚創新實驗室的戶外空曠地帶，記者透過集裝箱的視窗，看到整齊碼放、相互連接的金屬罐體，以及層疊有致的電解槽和大型純水儲存罐。箱體內不停抖動的金屬管道，表明裝備正在進行電解水制氫的反應。

嘉庚創新實驗室PEM（質子交換膜）制氫項目負責人、鷺島氫能（廈門）科技有限公司董事長陶華冰博士介紹，該設備是鷺島氫能自主研發的高性能兆瓦級PEM制氫裝備，可隨時隨地實現集成化標準化制氫，大幅縮減制氫現場的工程量，目前已在國內市場投用。

找準突破口

走進鷺島氫能的研發實驗室，排列有序的儀器不停運轉，一旁的研發人員忙著記錄數據。

科研人員在儀器前調控數據 東南網記者 劉瑋 攝

“PEM電解水制氫行業的國產化、自主化非常關鍵，如果我們的儀器和核心材料不能自主生產，將來成本就很難下降，就會被國外‘卡脖子’。”陶華冰表示，作為嘉庚創新實驗室孵化的企業，鷺島氫能主攻PEM電解水制氫領域，通過電解把水分解成氫氣和氧氣，讓制氫生產成本快速下降、效率進一步提升。目前，其PEM電解水制氫項目的技術能力和產品關鍵指標已處于國內外領先水平。

“電解水制氫是在直流電的作用下，通過電化學過程將水分子分解為氫氣和氧氣，分別在陰、陽極析出。”陶華冰畫著示意圖說，在PEM制氫技術中，電化學反應的核心場所——電解槽中的催化劑、膜電極材料是技術突破口。

鷺島氫能工作人員在進行膜電極漿料的表征。 受訪者供圖

他進一步解釋道，PEM制氫時，電解槽內的陽極材料需要在酸性環境下工作，環境條件非常苛刻，所以需要耐腐蝕、耐強氧化環境，同時又能導電，且提高反應速度的材料。目前，只有銥這樣的金屬符合要求，但是銥稀少、昂貴，全球一年的產量僅有6~8噸，需要從國外進口，價格是白金的5倍。

為了節省成本，提高膜電極催化劑的反應效率，陶華冰團隊自主研發出多通道工況測試臺，實現催化劑性能的四通道同時測試，并且實現24小時無人值守，大大節省了人力、物力。科研團隊經過近千次試驗，成功采用核殼結構提高了氧化銥的活性，讓銥的用量降低到了行業的1/3，從而大大節省了電解水制氫成本。

記者在現場看到，這臺多通道工況測試臺只比電腦機箱略大，4個純水罐連接了繁雜的線路，儀器的電腦顯示屏上不斷計算著數據。

讓陶華冰驕傲的是，這臺儀器同步實現了“上書架”和“上貨架”。目前，該設備已形成理論指導，用于國內多個本科教學平臺；同時，收獲了大量訂單，被國內材料行業企業應用于現實生產場景中，成功實現產學研用融合。

“這樣一臺儀器，如果從美國進口，單一個通道就需要100多萬元。而我們自主研發的4通道儀器，僅需40萬元，相當于一個通道只要10萬元。”陶華冰介紹。

不負有心人

鷺島氫能取得今日的成就，絕非一蹴而就、一帆風順。

“每天晚上12點之前，這一層實驗室都是燈火通明。”走在嘉庚創新實驗室3樓的回型走道上，PEM電解水制氫項目經理桂其跡告訴記者，一開始，團隊沒有專業氫能專業人才，國內也沒有可參考借鑒的工藝，從材料的研發到裝備系統都是自己探索，“摸著石頭過河，一路‘打怪升級’”。

“除了堅持不放棄、不言敗的科研精神，人才也是一大關鍵。”陶華冰表示，鷺島氫能創始團隊具有多年電解水技術研發經驗，以及從科研攻關到產品開發的能力，更重要的是在未知難題面前，擁有不斷求索、鼓勵創新的氛圍和機制。

技術團隊在進行電解水制氫機理分析。 受訪者供圖

鷺島氫能膜電極材料的專業技術負責人溫工不是膜電極材料專業出身，最初也不懂電化學。來到團隊后，她起早貪黑地學習，白天做實驗，晚上鉆研文獻、整理資料，學習相關知識。短短兩個月時間，就從一名普通工程師成長為合格的專業技術負責人。

為了加快推進PEM電解水制氫項目相關技術成果的產業轉化和落地，嘉庚創新實驗室支持項目團隊采用項目負責人自主創業的模式，與嘉庚實驗室科技產業發展（廈門）有限公司聯合組建合資公司，鷺島氫能也由此應運而生。

功夫不負有心人。而今，前期的艱難探索已經開花結果。

“這臺設備每天可以產氫40～50公斤，可以為10多輛氫能叉車提供動能。”桂其跡告訴記者，目前，由鷺島氫能自主研發的設備已經投用于市場。其中，100kW的PEM制氫電解槽設備具備靈活移動、操控簡單的特點，可以實現無人值守現場制氫，目前已投用在廣東佛山加氫制氫一體站，滿足其所在產業園區的日常需求。

實驗室里的機器全天候監控制氫過程。 東南網記者 劉瑋 攝

放眼新藍海

陶華冰表示，項目成功運作的密碼，是嘉庚創新實驗室新型的協同攻關機制、明確的產業化目標和跨學科的破壁合作。

在嘉庚創新實驗室，項目依托廈門大學得天獨厚的資源條件，以及來自化學、能源、航空航天、材料、電子等眾多領域的人才，協同攻破一個個跨越學科壁壘的技術難題。橫亙在高校與企業、上游基礎研究與產業化之間的“鴻溝”得到彌合，學科交叉融合創新引領能力不斷增強。

據了解，下一步，鷺島氫能將在廈門建立制氫裝備生產基地，帶動氫能上下游產業鏈形成群聚效應，依托嘉庚創新實驗室的創新平臺和資源優勢，進一步發展科技成果市場化產業模式，與行業龍頭企業、社會資本等建立起合作共贏的橋梁。

【記者手記】

讓科研活水激發民營經濟新活力

盧超穎

今年4月的新品發布會上，鷺島氫能與北京明德投資、廈門德屹資本等投資機構簽訂投資意向協議。他們將攜手合作，為我國可再生能源利用、“雙碳”目標的實現貢獻力量。

嘉庚創新實驗室是2019年9月由省政府批準設立的我省首批四家省創新實驗室之一，成立以來不僅面向國家能源戰略安全，實施儲能、氫能和硅能等9大項目群的科技與產業化項目，在氫能、鋰離子電池、光伏、未來顯示等領域攻克關鍵技術難題20余項，還在此基礎上孵化出以鷺島氫能為代表的不少新興企業和項目。

作為未來新賽道上的“種子選手”，這些創新活力奔涌、科技含量十足的初創企業，可以說承載著我省民營經濟進一步做大做強的希望。

對于陶華冰和他的團隊而言，電解水制氫項目從藍圖轉變為科研成果，再到交付市場，不僅是一場跨度10年的長跑，更是一群科研工作者對科學價值的追尋。“前期研發過程無比艱難，但是我們對氫能產業和技術了解越是深入，就越相信未來的大趨勢。”陶華冰對記者表示，這也成為團隊在未知領域上下求索的精神動力。

近年來，氫能在交通、工業等方面的應用領域不斷擴大。隨著國家“雙碳”目標戰略的推進，氫能制造和利用被認為是未來能源革命的關鍵技術。“目前，我國每年的氫氣產量是3000多萬噸。未來，我們對氫氣的需求會達到上億噸。”陶華冰告訴記者，這進一步讓公司團隊看到了氫能產業未來巨大的發展機遇和成長空間，也更加堅定了大家的信心。“在這條賽道上，我們不擔心競爭和被超越，而是希望帶動更多的研發團隊一起投入到PEM制氫市場中來，這樣才能避免將來在技術迭代過程中被‘卡脖子’。”

記者也希望，以嘉庚創新實驗室的孵化模式和鷺島氫能的成長經歷為藍本，可以啟迪更多的產學研用融合項目在我省落地開花，為科研成果的產業轉化廣開大門，在民營經濟的新賽道上發揮更大作用。

【專家點評】

攻克“卡脖子”技術 成為綠氫革命的推動者

田中群

中國科學院院士、嘉庚創新實驗室名譽主任

PEM電解水制氫是制取綠氫的主要技術路線之一，已在諸多可再生能源制氫示范項目中得到規劃和應用，未來將在交通、化工、鋼鐵、儲能等多領域發揮重要作用。目前，在制氫系統示范測試上，經過專家認可，高性能百千瓦級PEM制氫電解槽整體水平處于國內領先，部分關鍵性能指標已達到國際先進水平，設備材料國產化率超過90%。當下，團隊已經完成了兆瓦級PEM制氫系統產品，正在布局兆瓦級示范應用場景，為PEM制氫項目產業化邁出堅定的一步。

未來，嘉庚創新實驗室將深耕氫能等新能源、新材料領域，攻克“卡脖子”技術、推動高技術成果產業化，成為綠氫革命的推動者，為我國能源安全事業和地方氫能產業高質量發展作出更大貢獻。”田中群表示。