2022年底，大众汽车和德国公司Kraftwerk Tubes联合申请的氢燃料电池专利被曝光。这项专利申请于2021年7月提交，涉及氢燃料电池组和氢燃料电池汽车的开发。据介绍，这种氢燃料电池的续航里程最长可以达到1243英里，大约相当于2000公里，同时其成本也非常低廉。

这种氢燃料电池使用了一种“陶瓷膜”来取代传统的“聚合物膜”，从而降低了成本。这意味着，大众和Kraftwerk Tubes的氢燃料电池技术将成为未来汽车技术的一项重要突破。

01 “陶瓷膜”在氢燃料电池应用中的优势

“陶瓷膜”和“聚合物膜”都是氢燃料电池中的质子交换膜。在氢燃料电池中，质子交换膜是一个非常关键的部分，它可以将氢气和氧气分别转化为电子和离子，然后通过电化学反应产生电能。

传统的质子交换膜是用聚合物材料制成，其中包含铂催化剂。这种膜的制造成本较高，同时铂这种金属也很昂贵，因此限制了氢燃料电池的大规模应用和普及。

相比之下，“陶瓷膜”是一种新型的质子交换膜材料，它由氧化铝和氧化锆等陶瓷材料制成，不需要使用昂贵的铂或其他贵金属催化剂。陶瓷膜具有更高的热稳定性和耐久性，而且更加耐腐蚀，能够在更加恶劣的环境下使用。此外，陶瓷膜的制造成本也更低，因此可以大规模生产。

02 陶瓷膜的制造过程的大致步骤

①材料准备：将所需的陶瓷材料（如氧化铝和氧化锆）加入到一定比例的水溶液中，并加入适量的分散剂和稳定剂，使得材料能够均匀地分散在水中。

②涂层制备：将制备好的陶瓷材料水溶液涂覆在基材上，通常使用的基材是多孔性的氧化铝或碳纤维纸等材料，以便于后续的氢气和氧气传递。

③烘干：将涂覆好的陶瓷材料烘干，去除水分，通常采用温度逐渐升高的方式进行，以避免过快地加热导致材料破裂。

④烧结：将烘干后的陶瓷材料进行高温烧结，使得材料中的氧化铝和氧化锆结合成为一体，形成具有一定厚度和孔隙结构的陶瓷膜。

⑤包覆：将制备好的陶瓷膜包覆在金属网格或其他支撑材料上，以便于将其应用于氢燃料电池的阳极和阴极之间。

“陶瓷膜”来取代传统的“聚合物膜”这项技术的低成本、高效能，以及长续航里程，将极大地推动氢燃料电池技术的发展，并有望改变未来汽车技术格局。未来，我们可以期待看到更多基于这种氢燃料电池技术的汽车产品上市，为人类创造更加清洁、高效、绿色的出行环境。