近日，由北方华创自主研发的eArctic 系列阴极电弧复合磁控溅射镀膜设备在氢能燃料电池头部企业实现稳定量产，标志着北方华创成功打开了氢能市场的大门。这一突破为我司在新能源领域的持续发力吹响了进军号。
乘势而上
氢能燃料电池领域迎来重大发展机遇
氢能，因其来源丰富，能量密度高，清洁无污染的独特优势，被誉为“终极能源”。
近年来，伴随“双碳”目标下能源与产业双重结构转型，中国氢能产业保持高速发展，已成为全球最大的制氢国和用氢国。2022年《氢能产业发展中长期规划（2021-2035）》明确指出：氢能是未来国家能源体系的重要组成部分、是用能终端实现绿色低碳转型的重要载体、是战略性新兴产业和未来产业重点发展方向。
（氢能产业链图）
氢能产业可以分为上游“制氢、氢储运、氢加注”、中游“燃料电池及其配套装备”、下游“燃料电池应用”三个环节，产业链价值超万亿。在2060碳中和的愿景下，交通运输领域在氢能产业链下游重要消费场景中占比将达31%。其中，氢燃料商用车销量预计将超过300万辆，中国作为全球现有最大的氢能燃料电池汽车市场将迎来重大发展机遇。
金属双极板
氢能燃料电池商业化的关键
尽管氢能燃料电池的市场空间巨大，但其商业化进程仍较为迟缓，核心问题在于氢能燃料电池产业核心部件生产环节成本居高不下且技术工艺尚不成熟，难以形成规模效应。
氢能燃料电池双极板就是“降本增效”的关键部件之一，据光大证劵预测，随着未来氢能燃料电池产业规模不断扩大，双极板将持续主导降本过程。当前主流的多种双极板材料路线中，金属双极板因其低成本、易加工、厚度薄、电池体积比功率与比能量高的优势脱颖而出，已成为下一代量产的主流材料路线。
金属双极板不仅面临着高腐蚀、高温、寒冷、高负载、变载等复杂多变工作环境，其工艺性能直接影响氢能燃料电池寿命与导电性。同时，在金属双极板生产制程中，涂层环节占据生产成本的80%。因此，如何在保证涂层的抗腐蚀性、耐久性的情况下控制成本成为了氢能燃料电池商业化的关键。
创新驱动
助力氢能燃料电池金属双极板降本增效
目前，北方华创基于在真空镀膜领域20余年的技术积累，定位氢能燃料电池领域大规模生产应用，通过开发非贵金属材料涂层工艺，研发出高效稳定运行的氢能燃料电池双极板eArctic AS-MAG系列单体式镀膜设备及eVerizon VL系列连续式镀膜设备。这两型设备凭借自研的GISETCH气体离子刻蚀及辅助沉积技术、4G-CAE第四代阴极电弧技术及泰坦涂层工艺技术，在涂层性能显著提高的同时，有效降低生产成本，为氢能燃料电池产业化铺平了道路。
GISETCH?气体离子刻蚀及辅助沉积技术
该技术通过在涂层开始前，利用气体离子源(GIS)将氩气和氢气离化，并在偏压作用下对双极板表面进行刻蚀清洗。在涂层过程中，利用气体离子源(GIS)将氮气、氧气、乙炔等反应气体离化，辅助磁控溅射靶镀膜沉积。对于双极板常出现的氧化情况，该技术可以通过活化工件表面的氧化层，使镀制膜层更加致密和光滑，膜基结合力提升30%，极大减少了因膜层缺陷导致的氢能燃料电池耐久性下降的问题。
（GISETCH?气体离子刻蚀去除工件表面氧化层示意图）
4G-CAE?第四代阴极电弧技术
4G-CAE?第四代阴极电弧技术采用内外双脉冲的复合磁场驱动，弧斑更细碎、移动更快，靶材利用率大幅提升、镀膜均匀性更好。可适配低熔点材料（Al）、高熔点材料（Ta）、导磁性材料（Ni）、弧斑不易受控材料（C）。同时可有效调控涂层微观组织结构，在涂层综合性能显著提升的情况下，靶材成本下降超30%。
（4G-CAE?电弧复合磁场及靶材弧斑示意图）
泰坦涂层工艺技术
泰坦涂层是我公司专为氢燃料电池316L不锈钢双极板开发的第三代涂层工艺技术，通过对GISETCH气体离子刻蚀及辅助沉积技术与4G-CAE第四代阴极电弧技术的融合，可实现对Ti合金、类石墨碳（GLC）的出色沉积。整体涂层厚度在300~500nm，腐蚀后接触电阻可实现小于8mΩ.cm2腐蚀电流密度小于0.3μA/cm（0.6VvsAg/AgCl，测试方法参照DOE标准和GB/T20042.6-2011），技术指标达到贵金属涂层同等水平，优于行业通用标准，在成本降低80%的同时，还能将双极板使用寿命延长30%。
（泰坦涂层工艺处理后的氢能燃料电池双极板实物图）
目前，北方华创eArctic AS-MAG、eVerizon VL系列镀膜设备，可满足氢能燃料电池金属双极板从研发到规模化的生产要求，连续线设备最大年产能超100万片。该系列设备已在氢能头部企业通过工艺验证并实现稳定量产，获得了客户的高度认可。
氢启未来
携手共创无限可能
作为国内领先的真空镀膜设备与解决方案服务商，北方华创形成了一系列产品矩阵，包括eArctic AS-MAG系列单体式磁控溅射镀膜设备、eVorizon VL系列磁控溅射立式连续镀膜设备、eHorizon HL系列磁控溅射卧式连续镀膜设备、eMeridian RR-M/RR-R/RR-E系列真空卷绕镀膜设备。时至今日，北方华创已广泛布局氢能、锂电复合集流体、分布式储能等领域，为新能源产业的技术革新，生产效率提升，降低制造成本提供了强大助力。
展望未来，新能源产业作为能源结构持续改善和经济社会可持续发展的重要支撑，必将拥有愈发重要的战略地位和广阔的发展前景。北方华创愿与全球合作伙伴一道，共同构建新能源产业格局,为全球能源生态健康发展贡献新势能！