产学研用深度融合 鹭岛氢能探索新能源发展新路径

民营经济高质量发展观察系列报道

得益于产学研用融合——

氢能赛道，这家闽企跑在前列

核心提示

“我们身后的这个集装箱，就是一座小型化工厂，可以实现快速安装和制氢。”日前，在厦门大学翔安校区嘉庚创新实验室的户外空旷地带，记者透过集装箱的视窗，看到整齐码放、相互连接的金属罐体，以及层叠有致的电解槽和大型纯水储存罐。箱体内不停抖动的金属管道，表明装备正在进行电解水制氢的反应。

嘉庚创新实验室PEM（质子交换膜）制氢项目负责人、鹭岛氢能（厦门）科技有限公司董事长陶华冰博士介绍，该设备是鹭岛氢能自主研发的高性能兆瓦级PEM制氢装备，可随时随地实现集成化标准化制氢，大幅缩减制氢现场的工程量，目前已在国内市场投用。

找准突破口

走进鹭岛氢能的研发实验室，排列有序的仪器不停运转，一旁的研发人员忙着记录数据。

科研人员在仪器前调控数据 东南网记者 刘玮 摄

“PEM电解水制氢行业的国产化、自主化非常关键，如果我们的仪器和核心材料不能自主生产，将来成本就很难下降，就会被国外‘卡脖子’。”陶华冰表示，作为嘉庚创新实验室孵化的企业，鹭岛氢能主攻PEM电解水制氢领域，通过电解把水分解成氢气和氧气，让制氢生产成本快速下降、效率进一步提升。目前，其PEM电解水制氢项目的技术能力和产品关键指标已处于国内外领先水平。

“电解水制氢是在直流电的作用下，通过电化学过程将水分子分解为氢气和氧气，分别在阴、阳极析出。”陶华冰画着示意图说，在PEM制氢技术中，电化学反应的核心场所——电解槽中的催化剂、膜电极材料是技术突破口。

鹭岛氢能工作人员在进行膜电极浆料的表征。 受访者供图

他进一步解释道，PEM制氢时，电解槽内的阳极材料需要在酸性环境下工作，环境条件非常苛刻，所以需要耐腐蚀、耐强氧化环境，同时又能导电，且提高反应速度的材料。目前，只有铱这样的金属符合要求，但是铱稀少、昂贵，全球一年的产量仅有6~8吨，需要从国外进口，价格是白金的5倍。

为了节省成本，提高膜电极催化剂的反应效率，陶华冰团队自主研发出多通道工况测试台，实现催化剂性能的四通道同时测试，并且实现24小时无人值守，大大节省了人力、物力。科研团队经过近千次试验，成功采用核壳结构提高了氧化铱的活性，让铱的用量降低到了行业的1/3，从而大大节省了电解水制氢成本。

记者在现场看到，这台多通道工况测试台只比电脑机箱略大，4个纯水罐连接了繁杂的线路，仪器的电脑显示屏上不断计算着数据。

让陶华冰骄傲的是，这台仪器同步实现了“上书架”和“上货架”。目前，该设备已形成理论指导，用于国内多个本科教学平台；同时，收获了大量订单，被国内材料行业企业应用于现实生产场景中，成功实现产学研用融合。

“这样一台仪器，如果从美国进口，单一个通道就需要100多万元。而我们自主研发的4通道仪器，仅需40万元，相当于一个通道只要10万元。”陶华冰介绍。

不负有心人

鹭岛氢能取得今日的成就，绝非一蹴而就、一帆风顺。

“每天晚上12点之前，这一层实验室都是灯火通明。”走在嘉庚创新实验室3楼的回型走道上，PEM电解水制氢项目经理桂其迹告诉记者，一开始，团队没有专业氢能专业人才，国内也没有可参考借鉴的工艺，从材料的研发到装备系统都是自己探索，“摸着石头过河，一路‘打怪升级’”。

“除了坚持不放弃、不言败的科研精神，人才也是一大关键。”陶华冰表示，鹭岛氢能创始团队具有多年电解水技术研发经验，以及从科研攻关到产品开发的能力，更重要的是在未知难题面前，拥有不断求索、鼓励创新的氛围和机制。

技术团队在进行电解水制氢机理分析。 受访者供图

鹭岛氢能膜电极材料的专业技术负责人温工不是膜电极材料专业出身，最初也不懂电化学。来到团队后，她起早贪黑地学习，白天做实验，晚上钻研文献、整理资料，学习相关知识。短短两个月时间，就从一名普通工程师成长为合格的专业技术负责人。

为了加快推进PEM电解水制氢项目相关技术成果的产业转化和落地，嘉庚创新实验室支持项目团队采用项目负责人自主创业的模式，与嘉庚实验室科技产业发展（厦门）有限公司联合组建合资公司，鹭岛氢能也由此应运而生。

功夫不负有心人。而今，前期的艰难探索已经开花结果。

“这台设备每天可以产氢40～50公斤，可以为10多辆氢能叉车提供动能。”桂其迹告诉记者，目前，由鹭岛氢能自主研发的设备已经投用于市场。其中，100kW的PEM制氢电解槽设备具备灵活移动、操控简单的特点，可以实现无人值守现场制氢，目前已投用在广东佛山加氢制氢一体站，满足其所在产业园区的日常需求。

实验室里的机器全天候监控制氢过程。 东南网记者 刘玮 摄

放眼新蓝海

陶华冰表示，项目成功运作的密码，是嘉庚创新实验室新型的协同攻关机制、明确的产业化目标和跨学科的破壁合作。

在嘉庚创新实验室，项目依托厦门大学得天独厚的资源条件，以及来自化学、能源、航空航天、材料、电子等众多领域的人才，协同攻破一个个跨越学科壁垒的技术难题。横亘在高校与企业、上游基础研究与产业化之间的“鸿沟”得到弥合，学科交叉融合创新引领能力不断增强。

据了解，下一步，鹭岛氢能将在厦门建立制氢装备生产基地，带动氢能上下游产业链形成群聚效应，依托嘉庚创新实验室的创新平台和资源优势，进一步发展科技成果市场化产业模式，与行业龙头企业、社会资本等建立起合作共赢的桥梁。

【记者手记】

让科研活水激发民营经济新活力

卢超颖

今年4月的新品发布会上，鹭岛氢能与北京明德投资、厦门德屹资本等投资机构签订投资意向协议。他们将携手合作，为我国可再生能源利用、“双碳”目标的实现贡献力量。

嘉庚创新实验室是2019年9月由省政府批准设立的我省首批四家省创新实验室之一，成立以来不仅面向国家能源战略安全，实施储能、氢能和硅能等9大项目群的科技与产业化项目，在氢能、锂离子电池、光伏、未来显示等领域攻克关键技术难题20余项，还在此基础上孵化出以鹭岛氢能为代表的不少新兴企业和项目。

作为未来新赛道上的“种子选手”，这些创新活力奔涌、科技含量十足的初创企业，可以说承载着我省民营经济进一步做大做强的希望。

对于陶华冰和他的团队而言，电解水制氢项目从蓝图转变为科研成果，再到交付市场，不仅是一场跨度10年的长跑，更是一群科研工作者对科学价值的追寻。“前期研发过程无比艰难，但是我们对氢能产业和技术了解越是深入，就越相信未来的大趋势。”陶华冰对记者表示，这也成为团队在未知领域上下求索的精神动力。

近年来，氢能在交通、工业等方面的应用领域不断扩大。随着国家“双碳”目标战略的推进，氢能制造和利用被认为是未来能源革命的关键技术。“目前，我国每年的氢气产量是3000多万吨。未来，我们对氢气的需求会达到上亿吨。”陶华冰告诉记者，这进一步让公司团队看到了氢能产业未来巨大的发展机遇和成长空间，也更加坚定了大家的信心。“在这条赛道上，我们不担心竞争和被超越，而是希望带动更多的研发团队一起投入到PEM制氢市场中来，这样才能避免将来在技术迭代过程中被‘卡脖子’。”

记者也希望，以嘉庚创新实验室的孵化模式和鹭岛氢能的成长经历为蓝本，可以启迪更多的产学研用融合项目在我省落地开花，为科研成果的产业转化广开大门，在民营经济的新赛道上发挥更大作用。

【专家点评】

攻克“卡脖子”技术 成为绿氢革命的推动者

田中群

中国科学院院士、嘉庚创新实验室名誉主任

PEM电解水制氢是制取绿氢的主要技术路线之一，已在诸多可再生能源制氢示范项目中得到规划和应用，未来将在交通、化工、钢铁、储能等多领域发挥重要作用。目前，在制氢系统示范测试上，经过专家认可，高性能百千瓦级PEM制氢电解槽整体水平处于国内领先，部分关键性能指标已达到国际先进水平，设备材料国产化率超过90%。当下，团队已经完成了兆瓦级PEM制氢系统产品，正在布局兆瓦级示范应用场景，为PEM制氢项目产业化迈出坚定的一步。

未来，嘉庚创新实验室将深耕氢能等新能源、新材料领域，攻克“卡脖子”技术、推动高技术成果产业化，成为绿氢革命的推动者，为我国能源安全事业和地方氢能产业高质量发展作出更大贡献。”田中群表示。