戈尔TakaoOhshima：PEM燃料电池膜性能和机械耐久性平衡

质子交换膜越薄，可以降低质子传导阻力，降低欧姆极化，提高电堆功率密度。同时超薄的设计更加有利于水气的传导，特别是在低湿条件下，提升整个电堆的运行性能。超薄膜还意味着原料更节省，系统设计更加灵活，开发者可以开发更简单更低成本的系统。不过，薄膜技术并不那么容易实现，一个考验就是如何打破性能和耐久性之间的矛盾问题。

7月3-4日，由高工氢电、高工产研主办，以“风口上起舞，刀口上前行”为主题的“2019高工氢电产业高峰论坛”在上海浦东嘉里大酒店3楼浦东厅盛大举办，来自车企、电堆及系统、核心材料、关键零部件、设备及氢气制储运等产业链各个环节的超500位企业高层将共聚一堂，围绕产品技术、行业发展趋势及企业应对策略展开深度探讨交流。

在7月4日会议现场，Gore（戈尔）全球产品经理TakaoOhshima发表了“PEM燃料电池膜的性能和机械耐久性平衡”的主题演讲。

Gore（戈尔）全球产品经理TakaoOhshima

戈尔成立于1958年，是一家以材料科技为本的全球性公司。在车用燃料电池质子交换膜领域，戈尔创造性地发明ePTFE(膨体聚四氟乙烯)的专有增强膜技术，其核心产品GORE-SELECT®PEM具有超薄、耐用、高功率密度的特性，与全球领先的新能源汽车制造商和燃料电池公司有着广泛而深入的合作。丰田MIRAI、现代NEXO和本田CLARITY等都采用戈尔产品，被认为是满足汽车应用挑战的行业标准。

TakaoOhshima表示，满足下游应用需求的质子交换膜需要具备“高功率密度、机械和热耐受性强、化学耐久性强、渗氢率低、低成本”等特性，戈尔在燃料电池行业的愿景为：1、为满足大批量市场需求提供最具价值、增强型质子交换膜；2、使功率密度、耐久性、成本和质量达到最佳平衡；3、确保产品的可靠性和稳定供货。

“我们的理念是采用薄膜技术，薄膜的好处在于能够实现更高的能量密度，可以在更广泛条件下运行，同时原材料使用更少，成本降低。”TakaoOhshima说，但薄膜技术也面临着挑战，比如怎么应对耐久性等考验。

从常理来看，膜越薄，性能提升的同时，耐久性也会降低，但这一“矛盾”有希望被打破。

TakaoOhshima透露，不同含量的ePTFE膜，曲伸用力都不一样。为了满足或者提升质子交换膜的机械稳定性，ePTFE的组成至关重要，采用不同的ePTFE会产生不同的性能。我们不断利用我们的知识研发生产合适燃料电池使用的ePTFE膜。我们的做法是不断优化ePTFE结构，作为关键点来打破平衡。

“并不是所有的ePTFE增强型膜都是一样的。我们在树脂这块有很强的技术能力，我们的超薄膜可以让燃料电池在不同工况下均衡发挥好性能。”TakaoOhshima表示，戈尔以独特ePTFE技术打破成本-性能-耐久性之间的常规权衡，助力实现最低成本燃料电池系统。