Impact Coatings的PVD技术在绿氢和汽车产业中的商业应用

11月8日下午，ImpactCoatings中国区总裁王耀文先生受邀在苏美达香港第七届进博会专题直播活动中发表演讲。

王耀文先生主要从以下五方面进行PVD技术在绿氢和汽车产业中的商业化应用的阐述：

一、ImpactCoatings公司介绍

ImpactCoatings是一家来自瑞典的专注于PVD设备和技术解决方案的企业，成立于1997年，总部在林雪平，在全球有研发和销售网络，公司于2004年在瑞典纳斯达克上市。

2022年，在中国成立全资子公司，位于上海青浦，提供涂层的加工服务、技术服务以及设备的售后服务。

二、PVD技术原理

PVD（物理气相沉积）技术，其原理就是通过物理方法将固态材料转化为气态或等离子体态，并在特定基底上沉积形成薄膜。该技术的核心就是利用高能离子、电子、激光或热源，使靶材（即要沉积的材料）的原子或分子从固态转变为气态。这些气态原子或分子在真空环境中会迁移到基底表面，并在基底上凝结、聚集和生长，最终形成连续且均匀的薄膜。

PVD涂层与其他传统表面处理技术比较，有几方面的特点和优势。首先，在覆盖从原子级到微米级的厚度范围的同时，可以精准地控制涂层的厚度。另外，因为能量高，跟基材的结合力更好，耐用性更好，比如手机、手表、刀具等表面的耐磨性涂层，适用面非常的广泛。

三、氢能技术应用

绿氢产业链的核心环节是燃料电池和水电解制氢技术。燃料电池，即将氢气或者其他燃料转化成电能的一个电化学的装置。水电解就是将水电解成氢气和氧气。两者互为逆反应。涉及到的技术路线有很多，有质子交换膜燃料电池，阴离子交换膜燃料电池，固态氧化物燃料电池等。ImpactCoatings在氢能相关技术已经有10余年时间，在行业内的经验积累非常雄厚的，基本上常见的这些氢能技术的表面涂层，我们都有涉足，也有对应的解决方案。燃料电池和水电解设备是一个电化学设备，是一个酸性的强腐蚀性的环境并且需要导电。其中很多金属的组件，比如说极板/金属气体扩散层等。本身基材的导电性和耐腐蚀性不够，所以需要对其表面进行处理，提高其导电性和耐腐蚀性，以及催化性能。

氢能技术经过几十年的发展，特别是在近年来的全球碳减排以及应对气候变化的趋势下，发展非常迅速。氢能被认为是一个终极的能源解决方案。它一个能量的介质，将间歇性的可再生能源风力、光电储存起来，提供燃料、动力和工业原材料，可以实现真正的经济的零碳愿景。这个行业还面临着诸多的挑战。产业链相关技术都在快速迭代。另外作为一个能源的转型，涉及到的基础设施的投资和前期产业链的成熟都需要一定的时间。本人从事这个行业十多年，也看见了尤其中国这几年在这个行业的迅速发展。

四、ImpactCoatings在氢能行业的应用

ImpactCoatings是在2022年在中国成立全资子公司，为客户提供PVD技术的全方位的解决方案。不光包括PVD设备（提供不同尺寸的PVD设备，满足客户在不同的产业化阶段的需求），另外，我们也为客户提供定制化的涂层技术和开发，保证和适应客户的不同应用场景对涂层的需求。我们在上海青浦也有涂层的加工中心，为客户在从产品的整个寿命周期（开发到最终的量产），实现一个顺利的过渡。我们也会为一些没有相关的生产制造经验的客户提供驻场和设备托管的服务。在中国，以及欧洲美国韩国都有本土的售后服务网络。

PEM燃料电池的涂层解决方案，这是一个燃料电池电堆爆炸图，一个简单的结构图，中间是MEA（膜电极），氢气转化成电能的一个核心组件，两边是极板，起到隔离和气体扩散、分布、导电的作用，这两个核心组件就形成一个电池单元。多个电池单元堆叠在一起，再加上两边的电流集流板和端板组成了燃料电池的一个电堆。我们在这里就是为这个极板做一个导电防腐的涂层。

这是我们一款针对乘用车和无人机的一个涂层工艺方案——CeramicMAXPHASE^{TM。区别于传统的贵金属涂层，石墨涂层。我们这个导电陶瓷涂层有以下这几个方面的优势：}

导电性好，良好的防腐蚀性，优于其他涂层的结合力，可实现1万小时以上的产品寿命。

另外，我们还有针对需要更长寿命的应用，比如卡车、备用电源、固定式发电，开发了耐久性更好的涂层产品——PremiumFC。这款产品的耐腐蚀性更好，另外对工况的兼容性也更好。这款产品两年前已经在中国市场投放。

PEM（质子交换膜）水电解电堆的一个示意图，与燃料电池是比较类似的，包括极板、气体扩散层等组件。我们为这个极板、钛毡、倒流板等提供导电防腐的涂层。另外，起到防脆的作用。高压的氢气会进入到基材里面导致基材脆性。氢气是易燃易爆的，氢脆对于水电解设备的安全性是一种挑战，在这方面我们也是行业内做的比较早的一家企业。从2022年已经在欧美市场批量化的交付。中国这个行业才刚刚起步，我们现在在上海的涂层加工中心，可以提供相应的加工服务。

这个是我们的涂层设备，INLINECOATER^{TM镀膜系统系列产品，下面看一下3D动画，了解一下设计的原理。可以看见，现在机械手臂放进去的就是金属的双极板，抽真空的速度非常快，生产的节拍也非常快，不同的尺寸或者型号，可以覆盖到几十万片到几百万片，不同产能的需求，同时实现多层的涂层和同时双面的镀膜。传动机也很简单，将基材在系统的不同工位下流转，并且设备配备了全方位涂层工艺参数的监控，并且融合了自动化学习的模块。对不同工艺的控制策略智能化监控和学习。}

相对于工业涂层比较传统的立式隧道，我们和半导体转盘式或者单工位转盘式的比较类似。我们追求的节拍要快，产品的一致性控制更好，另外，可控扩展性，节拍能耗要更低，设备的灵活性和可靠性要更高。非常适合于这种金属双极板对涂层的工艺的稳定性和精益生产的一个要求。

五、ImpactCoatings在汽车行业的应用

汽车行业PVD的应用也非常广泛，包括汽车前面的雷达，雷达的车罩，车标，这是一个透波的涂层，方向盘上的车标，这是一个装饰性的涂层以及电磁波的遮蔽涂层，还有灯的反光涂层，这里面的应用也非常多，我们也都有相关的产品。

汽车行业对产品的一致性和可靠性要求都非常高，尤其是这些安全性组件。我们的设备可以做到精细化生产，对每一片产品进行一个质量的追踪和实时监控，非常适用于汽车的工业化和大规模的生产。本身PVD就有诸多技术优点，比如说它可以代替现在的湿法涂层，避免六价铬这样的有毒金属的使用，另外涂层表面形态的定制化，以及安全性都要优于传统涂层。

最后感谢大家的聆听，谢谢苏美达提供这次演讲机会，欢迎大家来我们ImpactCoatings中国——毅湃（上海）真空镀膜技术有限公司参观。