国家“十五五”规划将氢能列为重点培育产业,依托可再生能源制取的绿色氢能,是实现零碳发展的关键路径。碱性电解槽是绿氢生产的核心装备,槽内电极材料直接决定制氢效率与设备安全。但传统电极长期面临行业顽疾:绿氢制备期间,在高温碱液浸泡、气泡反复冲刷工况下,电极上的催化层极易大面积脱落,轻则制氢效率下降,重则设备短路报废,单次故障损失可达百万元。
去年10月,由哈工大王志红教授团队创办的哈尔滨绿锐新材料科技有限公司正式成立。企业依托全球首创“气液协同构筑纳米多孔金属”技术,攻克电解槽电极催化层脱落难题,实现电极“永不掉渣”的技术突破。日前,该企业入选黑龙江省2026年首批初创型科技企业认定名单,并斩获第十五届中国创新创业大赛(黑龙江赛区)初创组一等奖。这项诞生于实验室的科研成果,瞄准的是百亿级氢能材料蓝海市场,一场氢能材料领域的技术变革正在冰城悄然落地生根。
绿锐科技公司生产的电极材料
一块电极催化层的“脱落之痛”,百亿赛道的行业刚需
在绿锐新材料实验室,公司总经理王硕向记者解释传统电极存在的核心缺陷:“传统复合电极沿用源自上世纪50年代的热喷涂技术。工艺原理是在镍网表面喷涂镍铝合金层,再通过强碱腐蚀去除铝成分,形成多孔的雷尼镍催化层。这种工艺制备的催化层仅靠物理方式附着于镍网表面,而电解槽工作环境极为严苛,内部常年维持80℃至90℃的高温强碱状态,密集气泡持续冲刷电极表面,久而久之,催化层便会成片剥落、失效。”
催化层脱落会引发连锁破坏性后果:脱落粉末会堵塞设备隔膜,设备通电后发热,隔膜一旦烧穿则会造成氢氧气体互串,不仅推高设备运维成本,更潜藏重大安全隐患。
王硕介绍,国内氢能行业机构预测,2030年国内碱性电解槽市场规模将突破1000亿元,配套电极材料市场规模同步迈入百亿级别。当前氢能产业加速扩容,行业却始终缺少高活性、长寿命、一体化的高性能电极产品,传统电极带来的各种隐患迟迟没有得到根治。庞大的市场刚需,为科创企业留出技术突围空间。
一次“意外发现”,催生颠覆性技术革新
绿锐新材料的“气液协同构筑纳米多孔金属”技术,源自科研团队一次偶然的实验发现。
公司董事长王志红回忆,早在2012年,团队在实验中偶然观察到,特定工况下金属表面能够原位生长大量纳米孔结构。当时,这一现象只被当作实验负面效应,其应用价值并未被发掘。直到2020年,团队对接国内氢能头部企业,深入了解到电极催化层脱落这一共性行业痛点,才猛然意识到:多年前那次实验“意外”,正是破解难题的关键突破口。
由此,“气液协同构筑纳米多孔金属”走出了全新技术路径。“我们直接在镍网每一根百微米级的镍丝基体上生成纳米多孔结构。通过工艺调控,镍丝内部保持实心结构保障基体强度,表面原生形成纳米孔充当催化层。“传统电极好比墙面刷腻子,涂层和墙体相互独立,时间久了难免起皮脱落;我们的技术是把墙体本身改造为多孔催化结构,基体与催化层融为一体,从根源上解决脱落问题。”
4000小时性能零衰减,打造氢能制备“哈尔滨方案”
多组对比测试数据,直观展现出绿锐电极产品的颠覆性优势。国标超声震荡1小时标准化测试中,绿锐自主研发的纳米多孔镍电极失重仅0.18%,抗冲刷、抗脱落性能大幅跃升,攻克了电极催化层脱落的行业顽疾。
模拟电解槽真实复杂工况的多项试验显示,企业生产的电极在催化活性、运行稳定性上均优于市面主流同类产品。王硕介绍,产品最大亮点在于超长使用寿命,企业联合中船派瑞氢能、阳光氢能等国内氢能头部企业开展实测,电极累计稳定运行超4000小时,核心性能几乎没有衰减,能够显著降低企业运维成本与停机损耗。
王硕告诉记者,企业一代产品性能已经对标行业顶级商用产品,后续迭代版本的研发正有序推进,综合性能还将进一步提升。“目前,我们和中船派瑞氢能合作的样品已进入中试阶段,正向阳光氢能送样开展小试测试,同时,积极对接国电投、中能建等央企,拓宽产业化合作渠道。”王硕介绍,按照规划,项目将于今年底正式投产,力争2027年实现千万元营收。
这项技术的价值并不局限于氢能赛道。目前绿锐新材料已开发镍、钴、铁、铜、银及多元合金系列产品,搭建完整微纳米多孔金属产品矩阵,推动实验室技术走向产业化。
眼下,企业正在开展氯碱行业适配测试,同时,面向锂电池领域研发铜箔配套材料,全力打造微纳米多孔金属领域的平台型科创企业。“我们已经拿到省科力投资500万元天使轮融资,经纬创投等多家知名投资机构也表达深度合作意向。”王志红说。
当下氢能产业正处在加速起势窗口期,绿锐新材料的技术突破,为哈尔滨抢占氢能核心材料赛道赢得先机。百亿级细分市场,正在这座老工业基地撕开发展的新口子。当越来越多硬核科创企业扎根冰城、茁壮成长,新材料产业在哈尔滨的产业版图上,将绘就出厚重鲜亮的一笔。