在绿氢产业兴起的背景下，PEM制氢以其极强的能源波动适配性而受到青睐，其瓶颈在于成本过高。作为PEM电解水制氢重要部件极板，成为PEM电解槽降本的重要一环，如何制造物美价廉的钛极板显得尤为关键。
金泉益总经理谢金发
“蚀刻工艺制作PEM钛极板无需开模具，交期快，可定制化生产，有利于帮助客户降低生产成本。”在2024高工氢电年会上，金泉益总经理谢金发详细介绍了蚀刻工艺在PEM电解槽钛板制造过程中的经济性和适应性，在他看来，蚀刻是未来引领绿色能源革命的先进制造的关键技术，也是当下PEM电解槽极板制造的最优选。
蚀刻工艺能有效助力钛板制造降本
在PEM电解槽的制备过程中，极板的制造尤为重要，钛板制造工艺涉及原料准备、熔炼、铸造、轧制、热处理和表面处理等环节，选择工艺时需考虑材料的耐腐蚀性、导电性及成本。
目前PEM电解槽极板制造主要有冲压、蚀刻和机加工三种不同的工艺路线，钛极板的量产工艺主要看蚀刻和冲压。蚀刻工艺在对材料的适配性、精度控制、成本控制和生产周期方面都有其独特的优势。
在工作原理上，蚀刻与冲压有很大的区别，冲压实际上是压缩金属以产生通道，而蚀刻则是去除材料产生通道。蚀刻的这一工艺的特点最大限度的保留了材料的特性，零件无毛剌、无应力、轮廓干净、没有热影响区，底纹与原材一致。
从极板制造的工艺要求来看，蚀刻在板材上为流体冷却介质创造了最佳的流道结构。通常情况下，钛极板两面都含有极其复杂的特征。这些特征有时超出了冲压和机加工的能力。双面交叉蚀刻流道的技术特点很好的契合了钛板难以加工的特性，能高效地在一块板材上同时蚀刻两种流道，显著提升效率还能节省成本。
PEM钛极板蚀刻的另一大亮点在于能很好的解决厚度和精度难题。传统工艺在加工厚钛材时，冲压和冲孔在许多情况下是不合适的。而激光和水切割分别会造成热变形和材料粉碎，蚀刻能保持材料原有性能同时，实现高精度加工，满足对零部件尺寸和形状的高要求。
具体来看，金属板蚀刻工艺能满足客户对于极板不同厚薄程度加工需要，且能达到不同装配组件的要求。材料选型适用性广，所有金属板都能被蚀刻，对各种图案设计没有限制。针对特别精细的图案、不同的金属材质（包含钛）蚀刻工艺也能很好的提供解决方案。
以金泉益的蚀刻工艺为例，金泉益的钛蚀刻流道深达可以超过1.8mm，公差可控制在正负0.015mm以内，蚀刻工艺能很好的解决钛极板精度和厚度方面的难题。
在PEM电解槽钛板制造中，蚀刻技术展现出强大的生产规模适应性。其可以支持柔性生产，既能满足大批量需求，又能实现小批量产品的快速交货，能给客户带来品质和交期的双重保障，为PEM电解槽钛板制造提供了高效且灵活的解决方案。
从商业化的角度考虑，在当前产品尚未定型的发展阶段，采用蚀刻工艺来制造PEM电解槽的钛极板，可以节省开模的成本和时间，交期更快，而且更容易配合客户更改设计方案，从而实现批量化供货。
因此可见，PEM钛极板蚀刻适合流道结构、能保证精度，满足柔性生产的同时能有效节省成本，是目前PEM钛极板生产极具吸引力的工艺方案。
金泉益的氢能极板蚀刻优势
金泉益2017年转型潜心研发氢能源金属双极板蚀刻，公司已经通过ISO9001质量体系认证、IFTA 16949认证和国家高新技术企业认证。在金属蚀刻领域，金泉益已经申请取得多项产品的技术专利。作为专业的蚀刻综合方案提供商，金泉益专注蚀刻唯一赛道，实现全流程厂内完成，可以为客户提供一站式综合解决方案。
在整个开发过程中，金泉益一直和上游客户密切合作，从客户需求出发，制定特定工艺技术，定向输出极板，从而为能够交付客户满意的产品。
金泉益团队核心人员专注蚀刻行业近20年，有自主知识产权，多年的金属蚀刻代工积累为研发PEM极板蚀刻奠定了坚实的基础。金泉益团队已向客户交付蚀刻PEM钛极板累计10万多片，装机使用良好。公司在PEM钛极板蚀刻药水配置进行了升级到3代，使流道体边缘更光滑。
对于蚀刻公司而言，良品率是判断其实力的重要依据，而良品率也是困扰传统蚀刻企业进入氢能赛道的门槛。当其他蚀刻公司还在为达到80%的产品良率而努力时，金泉益正在为将来规模化制造更高的良率而不断攻关，据客户提供的测试数据，金泉益的钛极板良率达到98%以上，远超其它同行的水平。
为提升产品的一致性和可靠性，金泉益专门建立自己的氢能检测实验室，购进了主要外观检测，模型对比、数据分析等相关检测装备，金泉益也成为目前业内率先建立氢能产品实验室的金属蚀刻公司。在雄厚的技术实力加持下，金泉益对PEM电解槽钛板的蚀刻流道可达到1.8mm，公差可控制在正负0.015mm的水平。
金泉益的PEM钛极板蚀刻样品
2024年7月，金泉益的智能化车间数字化运营中心正式上线，从PEM电解槽钛极板蚀刻过程中的材料准备、涂膜、曝光、显像、蚀刻加工到最后的剥离涂膜和清洗检查，实现了一站式管理，这也为后面产业爆发后的批量交付打下坚实基础。
近年来，金泉益伴随着绿氢产业的崛起成长迅速，以金属极板蚀刻为核心的氢能业务实现了连连增长，目前公司已经服务了国内绝大多数头部电解水制氢设备企业，并向海外客户供货。目前金泉益在PEM钛极板蚀刻方面的出货量位列业内前茅。
“2024年以来，公司除了原有的PEM电解槽钛极板出货量大增，也在配合AEM和SOEC的客户做极板开发。”谢金发表示，金泉益的定位是制氢电解槽双极板核心部件解决方案提供商，未来公司将持续推进技术升级，紧跟氢能产业的发展浪潮，贴合实际地解决客户在不同发展阶段的需求。
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