吉增香：《塑料内胆碳纤维全缠绕气瓶关键技术开发与应用研究》

中材科技（苏州）有限公司

研发中心副主任

吉增香

2023年11月7日，佛山氢能展开展第一日，中材科技(苏州)有限公司（以下简称“中材科技（苏州）”）研发中心副主任吉增香在氢听剧场发表了题为《塑料内胆碳纤维全缠绕氢气瓶关键技术开发与应用研究》的技术演讲。

主要阐述内容如下：

1.国内三型瓶产品发展时间较长，技术相对成熟，且拥有渗透、抗冲击性能高、耐温性能好的产品特性；而四型瓶的核心优势则是更轻量化，且疲劳性能更好，耐腐蚀性更优。同时，四型瓶的储氢密度目前能够达到5.8%，甚至突破到6.3%。

2.四型瓶的劣势则体现在，因塑料内胆本身高分子链的构成，它在储放氢气过程中会存在一定的渗透性问题。同时其耐温性和耐老化性同金属相比，也有一定差距。四型瓶瓶嘴和复合材料内胆整个密封结构相对一体成型的金属内胆来说，需要更高的技术要求，气瓶充放产生的温度差对于材料的导热性也是一大考验。

她还提到，中材科技（苏州）从2018年全面启动四型瓶的产业化攻关项目。主要针对四型瓶内胆材料的选择和内胆结构的设计进行了重点研究。

内胆材料方面，要充分考虑介质相容性、抗渗透性能、高软化温度和耐低温性能。

密封结构方面，基于塑料内胆、瓶嘴、复合材料层三种介质之间实现的密封，需要解决金属和内胆之间本身的结构强度变化和热膨胀之下它们之间的密封连接致密性两大问题。

经过了长期的准备和攻关，今年上半年，中材科技（苏州）便一次性通过国家市场监督管理总局核准的特种设备型式试验机构全套型式试验，并成功取得IV型储氢气瓶特种设备生产许可（B3级 非金属内胆缠绕气瓶），同步完成了柔性自动化产线建设，成为国内首家既掌握70MPa-IV型储氢气瓶关键核心技术、拥有自主知识产权，又同时具备自动化批量生产能力的企业。

最后吉增香还对中材科技（苏州）有限公司进行了简单介绍：中材科技（苏州）有限公司隶属于中国建材集团旗下的中材科技股份有限公司，以车载CNG气瓶、燃料电池氢气瓶及系统、大口径复合材料气体储运单元和加氢站用储运装备为主营业务。其产品和服务广泛应用于汽车制造、气体储运、无人机及特种装备等多个领域。公司在氢气瓶领域具备从1.5L-385L不同容积的量产能力，也逐步形成35-70MPa各类型车载高压燃料电池氢气瓶、无人机用高压储氢瓶（DJ25为全球首款实用型氢动力垂直起降固定翼无人机）、站用固定及移动式氢能储运装备、轻量化车载高压燃料电池供氢系统等氢能储运全系列产品布局。

中材科技（苏州）现拥有苏州、成都、九江、沈阳四大生产基地，各类气瓶年产能超过70万只（其中III型氢气瓶产能10万支/年，IV型氢气瓶3万支/年）。公司重视核心技术产品的研发创新，勇担央企责任，成为国内首家实现缠绕碳纤维国产化应用的气瓶企业，突破了这一卡脖子难题。

3月，国内首艘入级中国船级社（CCS）的500kW氢燃料电池动力工作船“三峡氢舟1号”成功下水，该艘氢船搭载32只中材科技（苏州）自主研发的经船级社认证的35MPa-320LIII型储氢气瓶，储氢量达240KG。据悉，10月11日，氢舟1号已在湖北宜昌成功完成首航，这也是公司储氢瓶产品在船舶应用的重大突破。

6月，中国中车首台“宁东号”氢动力机车成功下线，这是全球氢燃料电池装机功率最大的氢动力机车，也是我国首台由内燃机车改造而来的氢动力机车，该列车储氢系统采用30只中材科技（苏州）主力产品385L-35MPa超大容积III型储氢气瓶，被安装在机车核心位置，为机车提供270KG的储氢量，一次充装可供机车连续运行100小时以上，为全球轨道交通装备领域的绿色转型提供了新的模式和创新实践。

(应嘉宾要求只作演讲要点分享）