實現氫燃料電池技術突破，助力浙江打造氫能科創高地丨博士創新站賦能地方產業躍升實踐⑩

編者按

為助力廣大中小企業突破“技術短缺、人才匱乏”的發展瓶頸，破解青年博士“成果轉化難、實踐平臺少”的成長困境，浙江省科協以博士創新站為載體，組建“青年博士+中小微企業+產學研平臺”的創新共同體。本欄目精選來自不同區域、不同行業、不同發展階段的博士創新站典型案例，以實踐案例為切口，生動展現這一模式如何精準破解企業技術難題、有效釋放博士創新活力、切實推動產業升級和中小企業高質量發展。

概況

畔星科技（浙江）有限公司（以下簡稱“畔星科技”）面臨氫燃料電池開發技術瓶頸。童圣富博士協助企業開發出適配航空、儲能等多元場景的燃料電池產品，產品遠銷20余國，并牽頭制定“浙江制造”標準，推動氫能全產業鏈升級。

建站博士：童圣富博士

金華理工學院籌建辦（金華高等研究院）新能源材料研究所所長、第一黨支部書記，副研究員，金華市青年拔尖人才，中國化學會高級會員，金華市新材料學會副理事長兼秘書長，G60科創走廊俄羅斯院士創新基地首席專家，主要從事氫燃料電池、金屬離子電池、金屬空氣電池等能源轉化與存儲體系中的關鍵電化學、電極材料等相關領域的研究，統籌博士創新站整體工作，負責項目關鍵技術的研發和應用。童圣富博士迄今已主持完成或承擔國家自然科學基金、省級各類項目以及金華市重大科技計劃項目等10余項，在國際頂尖刊物發表論文50余篇，獲授權發明專利5件。

建站企業

畔星科技成立于2017年，是一家專業從事氫燃料電池技術研發及推廣應用的國家高新技術企業。公司主要產品涵蓋氫燃料電池關鍵零部件、小功率空冷電堆、大功率金屬水冷電堆、多場景用氫燃料電池系統（包括車用級燃料電池發動機系統、燃料電池備用電源系統、燃料電池分布式發電系統、燃料電池小型應用系統等）。

01

破局應用單一化，

氫能多元化平臺加速建設

在全球能源結構低碳轉型與“雙碳”目標驅動下，氫能作為清潔、高效的戰略能源，已成為我國能源革命的重要方向。近年來，政策端持續發力，《氫能產業發展中長期規劃（2021—2035年）》明確提出構建多元化氫能應用生態，各地“氫走廊”建設加速推進，產業規?？焖贁U張。然而，當前我國氫能產業鏈仍面臨關鍵瓶頸——燃料電池應用場景高度集中于商用車領域，乘用車、航空、儲能、工業等潛力市場滲透率不足。單一化的應用導致技術迭代緩慢、成本居高不下，難以形成規模效應。

燃料電池核心部件技術方面，金屬雙極板流道設計、耐腐蝕涂層等“卡脖子”問題長期制約電堆性能提升，進一步限制了其在高溫、高濕、低溫等復雜環境下的適應性。以備用電源、無人機動力系統為例，傳統燃料電池因體積大、成本高、壽命短，難以滿足多元場景需求。與此同時，歐美日韓等國已在航空、船舶、分布式發電等領域加速布局，技術差距倒逼國內產業亟須突破單一化桎梏。在此背景下，開展燃料電池多元化平臺搭載研究開發成為破局關鍵。

基于此，畔星科技聯合童圣富博士團隊，依托浙江省博士創新站平臺，啟動燃料電池多元化平臺搭載研究開發項目，旨在通過核心技術突破與多場景應用拓展，推動氫燃料電池產業規?；⑸虡I化進程。團隊通過優化雙極板流場結構、創新膜電極材料體系、構建低成本量產工藝，可大幅提升燃料電池的環境適應性與經濟性，推動其向航空動力、離網儲能、熱電聯產等高附加值場景延伸。此舉不僅能釋放萬億級市場潛力，更將加速氫能全產業鏈協同升級，為我國在全球氫能競爭中搶占技術制高點提供核心支撐。

童圣富博士團隊入企指導

02

創新實踐，關鍵零部件實現突破性跨越

項目聚焦氫燃料電池核心部件——金屬雙極板及膜電極（MEA）的技術攻關開展研發工作。

雙極板作為燃料電池的“骨架”，承擔氣體分配、電流傳導、熱量管理等多重功能，其性能直接影響電堆效率與可靠性。傳統雙極板流道設計難以平衡氣體分布均勻性與壓降損耗，金屬雙極板成型易出現變形、開裂等問題，同時，金屬雙極板在酸性環境下易腐蝕，涂層易剝落，導致接觸電阻劇增、壽命縮短。

針對上述技術難題，項目團隊采用多物理場耦合仿真技術，建立流道結構對電池內流場、濃度場及電化學性能的關聯模型，優化蛇形、交指型復合流道設計，使氣體分布均勻性提升30%，同時開發高精度沖壓-蝕刻復合工藝，通過調整成型壓力、模具間隙等參數，解決金屬板成型缺陷，良品率從70%提升至95%。涂層工藝方面，通過磁控濺射技術實現納米級CrN/TiN多層結構沉積，耐腐蝕電位提升顯著。

膜電極（MEA）作為燃料電池電化學反應的核心組件，其成本占燃料電池的50%以上，而催化層由于采用貴金屬鉑（Pt）為原料，在膜電極成本中占比達到36%，因此，通過降低貴金屬使用量、提高貴金屬利用率、提升催化層穩定性可有效降低膜電極成本。項目團隊圍繞催化劑的合成開展研究工作，最終成功研制出一款高性能低載量的無碳催化劑，在提升燃料電池催化劑效率的同時還滿足催化劑性能及使用壽命的需求，大大降低了產品生產成本。

通過上述項目成果，畔星科技聯合童圣富博士團隊開發適配了航空、儲能、熱電聯產的定制化燃料電池產品，彰顯了“氫能+”的無限潛力。目前，系列產品已出口至歐美、東南亞等20余國，成為國內相關產品出口量最大的企業。

標準的制定，是“技術-產品-市場”鏈條的核心紐帶。2024年，由畔星科技聯合博士創新站童圣富博士團隊主導編制的《質子交換膜燃料電池備用電源系統》“浙江制造”標準（T/ZZB 3881-2024）正式獲批發布，這不僅標志著博士創新站的科研成果從實驗室邁向產業化標準化的關鍵一躍，更是將創新站的科研成果固化為可復制的技術規范，既提升了“浙江制造”的品牌競爭力，也加速了氫能全產業鏈的協同升級。

標準起草討論會

03

展望未來，錨定氫能產業新高地

作為浙江省氫能技術攻關與產業轉化的“先鋒軍”，畔星科技聯合童圣富博士團隊建立的博士創新站正以核心技術突破為支點，撬動全省氫能產業生態的建設。創新站圍繞“技術引領、場景深耕、生態共建”三大方向，計劃針對燃料電池極限性能優化展開攻關，同時推動氫能向船舶動力、零碳煉鋼、社區供能等多元領域滲透，協助構建長三角氫能物流走廊和民生減碳新模式。同時，依托“浙江制造”標準紐帶，創新站聯合高校共建檢測認證中心，孵化專精特新企業，深化國際技術合作，打造長三角氫能創新共同體。

未來，創新站將以“產學研用”深度融合推動中國氫能產業從“跟跑”邁向“領跑”，為全球能源轉型貢獻“浙江方案”。

來源：省院士專家服務中心

責編：葉　揚

美編：陳路漫

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