技术、成本、良率共同推动的结果。”金泉益总经理谢金发在2025高工氢电年会上表示,在电解水制氢设备的极板制造环节,蚀刻已成为承担其出货的主要生产工艺,而且能满足不同阶段的客户从样堆试验到批量验证的不同需求。
金泉益总经理谢金发
从进入氢能行业7年多时间以来,谢金发和他带领的金泉益用蚀刻这项“老手艺”给国产PEM电解槽企业提供优质的极板产品和服务时,深切感受到这项技术在氢能极板制造领域展现出巨大降本提效潜力。
蚀刻为何是PEM/AEM极板制造最优选?
PEM与AEM电解技术对于高精度金属极板,流道结构直接影响电化学效率与稳定性,主要体现在四个方面:
其一,材料要求严苛,PEM与AEM电解槽需使用钛等耐腐蚀金属极板,保障在强酸/碱环境下的长期稳定性;其二,对流道的精度要求高,微米级流道结构影响反应气体与电解液分布,直接决定电化学转换效率与均匀性;其三,结构复杂多样,双极板流道设计需匹配不同工况,实现高效传质与低电阻导电,设计自由度要求高;其四,深度关联性能与寿命,极板表面形变或毛刺将引发局部电流集中,加速膜电极老化,影响系统整体寿命。
然而,传统冲压与机加工难以满足复杂流道、超厚材料与高一致性需求,制造瓶颈凸显,其局限性同样体现在4各方面,其一,流道精度不足,传统工艺难以实现微米级流道控制,影响反应均匀性,制约电解效率提升;其二,材料适应性差,冲压易导致钛板等超薄材料变形开裂,无法满足PEM/AEM对结构完整性的要求;其三,一致性难保障,批次间尺寸偏差大,导致极板性能波动,影响电解槽整体运行稳定性;其四,生产柔性低,模具开发周期长、成本高,设计变更响应慢,难以匹配快速迭代的研发需求。
与传统的冲压和机加工相比,蚀刻在电解水制氢电解槽极板的制造过程中体现出难以替代的优越性。
蚀刻工艺可以实现微米级流道控制,公差可稳定控制在±0.015mm,保障流体均匀分布。由于蚀刻工艺是无应力加工,避免材料变形问题,特别适合钛等敏感金属的精密制造,提高成品率和可靠性。
此外,蚀刻这种无应力的加工方式无冷却硬化与微裂纹风险,显著增强极板在高压、强酸碱环境下的结构稳定性与耐久性,非常适用于钛、不锈钢等对加工敏感的关键极板材料,确保表面完整性与长期耐腐蚀性。
在生产节奏上,蚀刻工艺是一种柔性化的生产方式,柔性化生产支持快速迭代,无需开模即可响应设计变更,加速产品验证与量产进程。金泉益通过稳定控制加工公差,确保批产一致性,有利于大规模应用中的质量管控,显著提升产品性能与工艺竞争力。
对于客户而言,可以显著降低前期成本,通过免开模蚀刻工艺,减少模具投入,显著降低开发初期的资金压力;缩短开发周期,支持快速调整设计,适应客户频繁迭代需求,增强项目应变能力;蚀刻还能兼容PEM、AEM、SOEC等多种绿氢技术路线,实现同步开发与验证,可以很好的应对客户的定制化开发需求,满足多样化的应用场景。
从关键部件突破到为产业链赋能
良品率是摆在所有氢能极板赛道的传统蚀刻企业面前的一道门槛。
靠着过硬的技术和不断的钻研实践,谢金发带领其研发团队通过一次次设计工艺改良和药水配方的升级,金泉益开始在良品率上断档式领先,其在不断给客户降本的同时,也给自身带来的较好的成本管控和经济效益。
现阶段,金泉益通过三代蚀刻药水升级与工艺优化,钛极板良率超98%,远超行业平均水平。为提升产品质量,公司还建立了蚀刻业内首个氢能检测实验室,全流程管控产品一致性与可靠性,保障批量交付品质。公司智能化车间实现一站式管理,已累计向外交付超10万片钛极板,服务国内头部设备商并出口海外。
为应对绿氢市场不断爆发的需求,金泉益在2025年8月完成了新工厂的搬迁和设备的配套调试,新建成的一站式制造与智能化车间可以很好的满足客户批量交付需求,以适应GW级绿氢项目爆发式增长市场。
新工厂可打造全流程自研,在厂内完成从材料准备到镀层检测的全工序,以实现一站式交付,保障生产效率与品质一致性。特别是数字化运营中心启用,可覆盖涂膜、曝光、蚀刻等环节,支持规模化稳定出货。
在产业链协同方面,金泉益联合上下游协同开发,加速国产化替代,打通绿氢装备自主可控的关键一环,公司与头部设备商深度合作,定向开发极板工艺,实现从需求到产品的高效闭环。此外,公司还联合高校院所攻克技术瓶颈,推动AEM/SOEC等新技术落地,构建自主可控产业生态。
从跟进氢能行业发展到主动向下一代技术延展,金泉益的蚀刻工艺技术已经延伸至SOEC等下一代电解技术,构筑面向未来的氢能制造底座。