“我们身后的这个集装箱，打开后其实就是一个小型化工厂，可以实现快速制氢和输配。”日前，在厦门嘉庚创新实验室的户外空旷地带，记者透过集装箱的视窗，可以清楚地看到整齐码放、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，正在进行水制氢的反应。

据嘉庚创新实验室PEM制氢项目负责人、鹭岛氢能（厦门）科技有限公司（下称“鹭岛氢能”）董事长陶华冰博士介绍，该设备是该企业自主研发的高性能兆瓦级PEM制氢装备，可以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，目前已经在国内市场投用。

近千次实验

破解电解水制氢瓶颈

走进鹭岛氢能的电解槽实验室，排列有序的机器不停运转，一旁的研发人员忙着记录计算数据。

“PM电解水行业的国产化、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，仍然会被国外‘卡脖子’。” 陶华冰表示，作为厦门嘉庚创新实验室孵化的企业，鹭岛氢能目前致力于PEM电解水制氢领域，通过电解把水分离成氢气和氧气，让制氢生产成本快速下降、效率进一步提升。据介绍，目前，他们所致力的PEM电解水制氢项目，技术能力和产品关键指标已经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。”陶华冰画着示意图解释说，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。

他进一步解释，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、耐强氧化环境的同时又能导电，且提高反应速度的材料。目前，只有铱（Ir）这样的贵金属符合要求，但是铱稀少且昂贵，全球一年的产量仅有6—8吨，并且需要从国外进口，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，陶华冰的团队自主研发出了多通道工况测试台，实现催化剂性能的四通道同时测试，并且采用24小时无人值守，大大节省了人力、物力。经过科研团队近1000次的试验，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1/3~1/4，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正不断计算着数据。更让陶华冰骄傲的是，这台仪器还同步实现了“上书架”和“上货架”。目前，该设备已经形成理论指导，写入教材中，用于国内本科教学平台；在国内材料行业企业中也收获了大量订单，应用在现实生产场景中，成功实现了产学研用融合。

“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。”陶华冰坦言，“我们不担心竞争和被超越，而是更希望带动大家一起投入到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’。”

探索新路径

活用人才打开局面

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。“这让我们看到了氢能产业未来巨大的发展机遇和成长空间。”陶华冰告诉记者，“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。”

“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，满足园区的日常需求。”鹭岛氢能总经理桂其迹告诉记者，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。

“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，具备从原始创新到产品技术开发能力。

“每天晚上12点之前，这一层实验室都是灯火通明。”走在嘉庚实验室3楼的回型走道上，桂其迹告诉记者，一开始，团队没有专业氢能专业人才，国内也没有可以参考借鉴的工艺，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’”。

鹭岛氢能膜电极材料的专业技术负责人温工不是材料专业出身，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2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，鹭岛氢能也应运而生。在今年4月的新品发布会上，该公司与北京明德投资、厦门德屹资本等投资机构签订投资意向协议。

放眼新蓝海

产学研用凝聚合力

“作为产学研用融合的成果，企业、科研机构和高校、政府构建起的多方良性互动机制，时鹭岛氢能项目成功的关键。”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。

原标题：产学研用深度融合 鹭岛氢能探索新能源发展新路径