電解水多種路線激烈競爭，怎么實現社會經濟價值？在PEM電解水制氫裝備通過產業降本增效與規模化，提升經濟價值的道路上，PEM電解槽的核心組件——催化劑涂層膜（CCM）的制造工藝成本優化尤為關鍵。傳統工藝面臨效率低、性能差、壽命短、良品率不高等挑戰。第三代液壓等靜壓連續熱壓轉印設備，以先進的均溫均壓熱轉印技術，為大規模、高質量、高效率的CCM生產提供強大裝備支撐！

在PEM電解槽CCM轉印中，溫度與壓力均勻性不僅是性能決定因素，更是壽命的剛性約束：

溫度不均直接引發貴金屬催化劑失活和膜化學衰減；

壓力不均導致界面失效和氫脆風險，放大高壓運行的機械應力；

二者耦合缺陷會觸發氫氧互竄、自由基攻擊等連鎖失效。

優化核心在于“溫壓協同控制”：通過高精度設備、抗氧化材料體系及在線閉環調控，實現界面微觀結構的均勻構筑，以滿足電解槽在高壓、高波動工況下的長壽命需求。

第一代熱轉印設備

采用傳統的平板壓機進行

優點：簡單便宜。

缺點：1、只有一個溫度，無法形成預熱、轉印、冷卻三個溫區，影響產品性能和壽命；

2、同時轉印面積超過300mm*300mm時，平面度、平行度、受熱變形很難控制，即便轉移膜看上去沒有殘留催化層物料，實際上也有很多密實度不一致。

第二代熱轉印設備

隆深第二代熱轉印，采用預熱、轉印、冷卻三段控制，但是采用的輥對輥轉印，在實際轉印過程壓力和溫度時間偏短（線接觸），轉印殘余量控制的很好，但是三項界面形成過程中很難調節加壓溫度和加熱時間。

第三代熱轉印設備（液壓等靜壓連續熱壓機）

液壓等靜壓連續熱壓機設備一般應用在高端復合材料領域，設備技術門檻高且價格昂貴，所以幾乎被進口設備壟斷，但在可預見的”十五五“規劃中，軍工、醫療、航天航空、新能源行業勢必會迎來高端復合材料的重大升級，對高端壓機的國產化需求非常急迫。

氫能行業中燃料電池和電解槽中的關鍵材料CCM，本質就是一種高端復合材料，隆深氫能用了5年時間來做技術儲備，現在已經開發到第三代技術，在與行業多家頭部膜電極企業合作驗證中發現，通過該壓機生產的CCM，從性能到壽命再到生產效率均優于傳統轉印方式，可以說是CCM材料綜合提質的新方案。

設備工作原理圖

設備核心優勢

在PEM電解槽CCM（催化劑涂層膜）轉印過程中，采用預熱→高溫高壓轉印→階梯冷卻的三階段工藝，能顯著提升膜電極（MEA）的性能一致性和壽命。以下是分步解析其核心優勢：

預熱階段

溫度范圍：80-100℃（低于轉印溫度，溫度設定根據每家配方有差異）

核心作用：消除熱應力突變，實現材料漸變軟化

優勢1：避免膜/催化劑層熱變形

質子交換膜（如Nafion?）和離聚物在溫度驟變時膨脹系數差異大 → 預熱使材料均勻膨脹，減少微裂紋產生。

優勢2：溶劑梯度揮發

緩慢升溫促使催化劑層中溶劑（水/醇類）均勻蒸發 → 防止后續高壓階段因溶劑快速揮發導致孔隙塌陷或離聚物遷移。

優勢3：預激活界面

軟化離聚物初步浸潤催化劑顆粒→ 為高溫高壓階段形成連續質子通道奠定基礎。

高溫高壓轉印階段

參數范圍：130-170℃ 1-2MPa（溫度和壓力設定根據配方有差異）

核心作用：構筑穩固的三相界面與致密結構

優勢1：離聚物網絡優化

高溫使離聚物充分流動→ 均勻包覆IrO?/Pt催化劑顆粒 → 形成高效質子-電子-反應物（H?O）三相反應界面，降低活化過電勢。

優勢2：界面無縫結合

高壓迫使催化劑層與膜、多孔傳輸層（PTL）緊密貼合 → 接觸電阻降低30-50%（實測值），減少歐姆損失。

優勢3：孔隙結構定向調控

高溫高壓協同控制孔隙分布→ 陽極形成微米級親水孔（水傳輸）與納米級疏水孔（O?排出），緩解氣體阻塞。

階梯冷卻階段

冷卻策略：階梯降溫至50℃后再卸壓（溫度和壓力設定根據配方有差異）

核心作用：鎖定微觀結構，消除殘余應力

優勢1：抑制離聚物回縮

緩慢冷卻使離聚物網絡逐步固化→ 避免因快速收縮產生界面微裂紋（高壓運行中氫氧互竄的主要誘因）。

優勢2：釋放熱機械應力

階梯降溫匹配材料收縮率→ 減少膜與催化劑層間的剪切應力，防止分層（電解槽高壓差下分層風險＞燃料電池）。

優勢3：維持催化劑穩定性

避免高溫驟冷導致Ir催化劑晶格畸變 → 降低陽極析氧反應（OER）工況下的溶解速率（延長壽命≥20%）。

某知名外企PEM電解槽CCM轉印不同情況對比

功能特點

連續等靜壓力分布

采用特殊的壓力系統設計，確保在整個轉印幅面上施加均勻、穩定的壓力，消除局部應力不均，保障轉印層厚度與活性的一致性和可靠性

分區控溫加熱系統

加熱模塊支持多區域獨立精準溫控，可根據工藝需求靈活設定不同區域的溫度，實現熱壓溫度的精確管理，優化轉印效果，適應不同材料特性。

高效連續轉印

摒棄單張間歇式生產，采用連續生產方式，顯著提升轉印效率，大幅降低單位生產成本，為大規模量產奠定基礎。

集成預處理功能

轉印前具備專業的熱處理模塊，可對質子交換膜進行精確預熱處理，優化膜的狀態，提升其與催化劑的結合性能及轉印效果。

抗拉伸特殊放卷系統

針對質子交換膜易拉伸變形的特性，設計了特殊的低張力、高穩定性放卷系統，最大程度減少膜的拉伸變形，保護基材完整性。

防皺平整收卷系統

采用特殊設計的收卷系統，配合精密張力控制，確保轉印完成的CCM卷材能夠平整、無褶皺地收卷，方便后續儲存、運輸和裁切。

技術參數

實施設備及案例

為何選擇隆深氫能熱轉印設備？

提升效率：連續卷材轉印生產，摒棄傳統間歇式工藝低速度的缺點。

保障質量：均勻壓力、精準溫控、智能糾偏確保CCM高一致性與高合格率。

降低成本：高效率、高良率、高材料利用率顯著降低單件生產制造成本。

穩定可靠：進口核心部件與精密設計保障設備長期穩定運行。

面向量產：已通過多家客戶真料驗證，具備滿足PEM電解槽大規模生產需求。