氢能产业的规模化发展亟需大量可靠且经济的组件，其中双极板在燃料电池和电解槽中扮演着核心角色。德国弗劳恩霍费电子束与等离子体技术研究所（FEP）近期取得重大突破，成功将成熟的真空镀膜工艺优化，实现了在复合材料双极板上沉积致密钛薄膜，既保证了优异的导电性和耐腐蚀性，又未突破聚合物基体的临界温度限制。这一成果将于2026年4月8日至10日在日本名古屋举办的“世界制造大会”上展示。
当前，质子交换膜电解槽和燃料电池普遍采用钛金属双极板，其优势在于卓越的耐腐蚀性，但高昂的成本严重制约了大规模推广。相比之下，基于聚合物石墨的复合材料双极板成本更低、重量更轻，但在酸性腐蚀环境中必须依赖功能性保护层才能维持长期稳定与导电性。弗劳恩霍费FEP的研究正是针对这一痛点，在已有电子束镀膜产线基础上，创新开发出兼顾复合材料成本优势与钛层功能特性的新工艺。
该工艺采用等离子辅助电子束物理气相沉积（EB PVD with SAD）技术，在真空环境中进行。研发团队面临的核心挑战在于平衡：既要确保钛层致密、导电且耐腐蚀，又要严格控制工艺温度，避免损伤对热敏感的聚合物基体。通过优化前处理工艺以适配粗糙的复合材料表面，并结合温度分布模拟与实测数据，研究人员成功定义了安全工艺窗口，实现了在聚合物允许温度下沉积低比接触电阻、高防护性能的钛薄膜。
弗劳恩霍费FEP涂层金属与能源技术组组长斯特凡·萨格尔博士指出：“我们的研究证实，通过超薄钛层功能化，复合材料双极板已具备替代实心钛板的潜力，且完全符合聚合物耐温要求。这为氢能领域低成本、高效率的制造方案开辟了全新路径。”该成果基于PolyFoleR项目，由德国联邦教育与研究基金会资助，联合弗劳恩霍费环境、安全与能源技术研究所（UMSICHT）及舍弗勒集团共同完成，形成了涵盖工艺控制、表面预处理、温度优化及性能表征的完整技术工具箱。
从实验室走向工业化是技术落地的关键一步。目前，该工艺已具备向连续化生产线（如卷对卷或片对片）转化的潜力，有望大幅降低氢能核心部件的制造门槛。德国作为欧洲氢能战略的核心推动者，正通过此类前沿材料技术强化其在电解槽与燃料电池产业链中的全球竞争力，特别是在应对高温敏感材料处理方面积累了深厚经验。