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引言

在氫能產(chǎn)業(yè)鏈中，雙極板是燃料電池和PEM（質(zhì)子交換膜）電解水制氫設(shè)備的核心組件，直接影響能量轉(zhuǎn)換效率和系統(tǒng)壽命。卓力達憑借其在金屬蝕刻加工領(lǐng)域的深厚積累，結(jié)合鈦合金材料的創(chuàng)新應(yīng)用，為雙極板技術(shù)提供了高性能解決方案。以下從技術(shù)特性、材料優(yōu)勢及行業(yè)應(yīng)用三方面解析卓力達雙極板的核心競爭力。

---南通卓力達官網(wǎng)：http://www.gester-toystesting.cn

一、燃料電池雙極板的技術(shù)突破

1. 高精度蝕刻工藝
   卓力達采用先進的蝕刻加工技術(shù)，能夠?qū)崿F(xiàn)雙極板流道結(jié)構(gòu)的高精度成型，公差控制在±0.01mm以內(nèi)，滿足燃料電池對微觀流場均勻性的嚴苛要求。例如，在金屬雙極板的制造中，蝕刻工藝可加工出0.1mm線寬與孔徑的精細結(jié)構(gòu)，確保氫氣、氧氣和冷卻液的均勻分布，提升電化學(xué)反應(yīng)效率。相較于傳統(tǒng)沖壓工藝，蝕刻技術(shù)無需模具開發(fā)，支持快速迭代設(shè)計，顯著縮短生產(chǎn)周期。

 

2. 抗腐蝕性能優(yōu)化
   燃料電池運行中，雙極板需長期接觸酸性環(huán)境（如PEM電解液中的氟離子），傳統(tǒng)不銹鋼易因腐蝕導(dǎo)致電導(dǎo)率下降。卓力達通過鈦合金基材與表面改性技術(shù)（如磁控濺射碳基涂層或氮化鉻涂層），將接觸電阻降至5.2 mΩ·cm²以下，同時耐腐蝕電流密度優(yōu)于行業(yè)標準，壽命提升至2萬小時以上。例如，其鈦合金雙極板在模擬腐蝕測試中，腐蝕電位穩(wěn)定在-0.16 V（vs. SHE），顯著優(yōu)于不銹鋼的-0.5 V。

 

3. 輕量化與高比功率
   鈦合金密度僅為4.51 g/cm³，比不銹鋼輕40%，結(jié)合蝕刻工藝的薄型化設(shè)計（厚度可低至0.1mm），雙極板質(zhì)量減少30%以上，助力燃料電池堆實現(xiàn)更高的體積比功率密度（>4 kW/L）。昆明理工大學(xué)團隊實測顯示，鈦合金雙極板的應(yīng)用使電堆質(zhì)量降低15%，同時耐蝕性提升50%。

二、PEM電解水制氫雙極板的創(chuàng)新優(yōu)勢

1. 酸性環(huán)境適應(yīng)性
   PEM電解槽運行于強酸（如1 M H?SO?）和高電位（>1.8 V）環(huán)境，傳統(tǒng)金屬材料易發(fā)生鈍化膜破裂。卓力達通過自主研發(fā)的鈦合金配方（含14-18%鈮、8-12%鋯、3-7%鉭），形成以β相為主的致密金相結(jié)構(gòu)，在含氟離子溶液中腐蝕速率降低至0.48 μA/cm²，滿足10年以上壽命需求。其表面疏水處理技術(shù)（如類釉結(jié)晶層）進一步減少水垢附著，保障長期運行穩(wěn)定性。

 

2. 高效流場設(shè)計  
   采用計算流體力學(xué)（CFD）優(yōu)化流道結(jié)構(gòu)，結(jié)合蝕刻工藝實現(xiàn)復(fù)雜三維流場（如蛇形、交指型）的精準成型，使電解效率提升至75%以上。例如，在陽極側(cè)流道設(shè)計中，通過增加湍流區(qū)促進氣泡脫離，降低濃差極化損失，電流密度提升20%。

3. 耐高溫高壓性能 

   鈦合金的熱膨脹系數(shù)（8.6×10??/℃）與PEM膜材料匹配度高，在80-120℃工況下形變率低于0.05%，避免因熱應(yīng)力導(dǎo)致的密封失效。此外，其機械強度（抗拉強度≥800 MPa）支持電解槽高壓（>30 bar）運行，氫氣產(chǎn)出純度達99.999%。

三、卓力達雙極板的綜合優(yōu)勢

1. 材料與工藝協(xié)同創(chuàng)新  
   鈦合金基材：選用高純度海綿鈦與鈮、鋯等合金元素，通過真空熔煉與多道次軋制工藝，獲得晶粒尺寸≤5 μm的均勻組織，兼具高導(dǎo)電性（電導(dǎo)率>1.5×10? S/cm）與塑性（延伸率≥15%）。  
   表面改性技術(shù)：采用PVD（物理氣相沉積）鍍層技術(shù)，在鈦合金表面形成非晶碳或CrN涂層，接觸電阻降低至3 mΩ·cm²，耐蝕性提升3倍。

 

2. 規(guī)模化生產(chǎn)能力  
   卓力達在深圳、昆山、南通設(shè)有三大生產(chǎn)基地，金屬雙極板年產(chǎn)能超千萬片。其全自動蝕刻產(chǎn)線可實現(xiàn)±0.005 mm的重復(fù)定位精度，單日加工量達5萬片，成本較傳統(tǒng)工藝降低40%。

 

3. 跨領(lǐng)域技術(shù)復(fù)用
   憑借在電子、汽車領(lǐng)域的蝕刻經(jīng)驗（如LED散熱器件），卓力達開發(fā)出適用于氫能設(shè)備的專用夾具與檢測系統(tǒng)，良品率提升至99.8%。例如，其在線光學(xué)檢測技術(shù)可實時捕捉流道微缺陷，避免批次性質(zhì)量風(fēng)險。

四、行業(yè)應(yīng)用與未來展望

目前，卓力達雙極板已批量供應(yīng)給國鴻氫能、捷氫科技等頭部企業(yè)，應(yīng)用于商用車燃料電池與兆瓦級電解槽。隨著氫能產(chǎn)業(yè)向低成本、長壽命方向發(fā)展，卓力達正推進兩項關(guān)鍵技術(shù)：  
1. 超薄鈦合金雙極板：通過納米級蝕刻與激光焊接工藝，將雙極板厚度壓縮至0.05mm，電堆功率密度有望突破5 kW/kg。  
2. 復(fù)合涂層技術(shù)：研發(fā)Ni-P/TiN/PTFE多層鍍層，在-60~150℃寬溫域內(nèi)保持性能穩(wěn)定，適配極寒地區(qū)與高溫工業(yè)場景。

卓力達的技術(shù)路線不僅契合“雙碳”目標下的氫能需求，更通過材料創(chuàng)新與工藝優(yōu)化，為燃料電池與PEM電解水制氫設(shè)備提供了高性價比的國產(chǎn)化解決方案。未來，隨著鈦合金成本下降（預(yù)計2025年降低30%）與蝕刻工藝智能化升級，卓力達有望成為全球氫能核心部件供應(yīng)鏈的關(guān)鍵參與者。

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