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科润新材料:“一张膜”打破国外垄断,叩开氢能产业“大门”

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杨大伟在实验室研究质子交换膜。

一张巴掌大小、薄如蝉翼的膜,看着就如保鲜膜一般,被夹在两块金属板之间,经过催化反应,正在输出的电流密度在实验设备上显示。这块膜让一位淮安80后,用5年时间在苏州吴江干出一个“行业第一”。不仅打破了国外垄断,更是解决了“卡脖子”的核心膜材料难题,实现国产自主化。这位淮安80后,便是苏州科润新材料股份有限公司(以下简称“科润新材料”)的创始人杨大伟。

2024年6月,杨大伟曾在采访中表示,目前国内仅有2家企业打通全产业链并批量生产这种膜,是一种可以广泛用于氢能领域的新材料,科润是其中一家,可年产质子膜100万平方米。“这张膜的厚度仅为12微米,相当于一根头发丝直径的十分之一左右,可以阻隔阴阳极的氢气和氧气,有选择性地允许质子通过,是燃料电池的核心部件,具有电导率高、稳定性好等优点。”

16年深耕一张膜,最终撬动行业

这张膜全名为“全氟磺酸质子交换膜”,正是杨大伟多年耕耘所得。

2006年,杨大伟从中国矿业大学(北京)化学工程与工艺专业毕业后,在北京一家化工机械公司担任工程师,从事质子膜电解槽设计工作。

他在日常工作中发现了商机,“质子膜电解槽的所有元器件都可以实现国产,唯独质子膜这个核心材料国内无法实现产业化生产。”

质子膜在新能源行业等领域应用广泛,是不可替代的关键部件之一,“如果能将其国产化,将填补巨大的市场空白”。这个想法不断冲击着杨大伟。

2008年,杨大伟辞职创业,创办了北京兆润科技有限公司,专门从事质子膜的技术研发工作。

当时质疑声不绝于耳,“很多人都不看好我,大家都说国家攻关了20多年都没能成功的东西,你一个大学刚毕业的小伙子能成功?”

杨大伟却说:“既然选择了创业,我就会一直坚持走下去,不干出成绩绝不会放手”。

顶着质疑,在装备简陋、资金微薄、团队成员接连离开、国外技术封锁等接踵而至的困难下,杨大伟在2009年“逆势”研制出一块巴掌大的质子膜,又“苦熬”一年后,把巴掌大的质子膜做到了1平方米大小。

别小看这简单的面积变化,这意味着国产质子膜能够实现工业化应用,真正具有了商业价值。

然而杨大伟深知,他离真正的产业化还有一段距离。2011年,杨大伟回到家乡淮安,在父母的服装厂里辟出一个厂房,创办了江苏科润膜材料有限公司,这是国内第一家以全氟离子膜产业化为目标的企业。

独木难支,众擎易举。杨大伟期间多次奔赴厦门,与国内膜材料研究领域的顶尖专家、厦门大学教授董全峰共商合作,他们共同确定以流延法生产质子膜为研发方向。

此后3年,杨大伟带领团队苦心研究,每天工作长达16个小时,在“试错”近2000个配方后找出3个可使用配方,终于将生产技术优化到产业化阶段。

团队成功合作研发出国际首创的“双面辐射全氟质子交换膜流延制膜技术”,并设计制造出我国第一套流延法质子膜生产线,应用该技术和设备生产的产品性能均达到或超过同类进口产品,且价格只有进口产品的一半。

杨大伟此举不仅打破了国外长期技术垄断,填补国内空白,还把价格“打了下来”。以往,该类产品95%的市场份额都被美国杜邦公司和戈尔公司占据,国内企业如需进口这张膜,就要面对极其昂贵的价格——每平方米近万元。

落户吴江,加速发展

落户吴江5年来,科润新材料不断更新升级生产线,加快质子交换膜市场化进程,产品大规模应用于氢燃料电池、全钒液流储能、电解水制氢等领域。

目前,公司可年产质子膜100万平方米,产品已出口日本、韩国、加拿大、智利、德国、新加坡等多个发达国家,并为我国钒电池行业提供了90%以上的国产全氟离子膜产品,连续3年国内全氟磺酸质(离)子膜出货量行业第一,成为全球唯一量产供应储能液流电池用质子交换膜的中国企业。

国内最大的储能液流电池的电化学储能电站——大连恒流储能电站,用的正是由杨大伟所研发的质子膜。

杨大伟曾在采访中透露,“这个电站初始投资时,准备订购美国科慕公司的膜,后来用了我们的膜,预算降了一半。”

据了解,科慕公司在液流电池用和电解水制氢用两款质子交换膜上,具有一定行业技术引领效应,而科润在完成产业化蜕变后已不逊于它。

此外,科润新材料目前新建的国内最大幅宽的质子交换膜首条生产线已经投用,而在氢能领域,新一代超薄的复合质子交换膜也正在紧锣密鼓的开发之中。

值得一提的是,公司已连续3年获评苏州市培育独角兽,连续2年获评江苏潜在独角兽。

据杨大伟透露,预计到“十四五”末,公司将实现500万平方米/年质子膜的产业化和市场推广工作,燃料电池汽车、PEM电解水制氢、液流电池市场率均超过50%。

吴江作为科润新材料发展的“福地”,其经济发展成果同样令人瞩目。在2024赛迪中国百强区榜单中,吴江凭借其卓越的经济表现,稳居全国第8、江苏第1,成为长三角地区唯一进入全国前十的城区。

吴江的经济活力或许源自深厚而多元的产业根基。

数据显示,吴江拥有2家“世界500强”、4家“中国500强”企业,以及31家上市企业、61家国家级专精特新“小巨人”企业。以“4+2+1”产业体系为牵引,高端纺织、新材料、装备制造、电子信息四大千亿级产业集群成势,为吴江的经济发展提供了强有力的支撑。同时,新能源产业也呈现出强劲的发展势头,2023年实现产值628亿元,正加速迈向千亿级。

相信未来,随着科润新材料等龙头企业的持续壮大,吴江的产业发展也将更加多元化、高端化,“千里马”与“伯乐”亦能共同书写更多区域经济发展的新篇章。

王易新