如何讓燃料電池車跑得又快又遠(yuǎn)呢？
來源：寶鄂實(shí)業(yè)
2019-03-20 09:31
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如同汽油對(duì)于燃油汽車一樣，氫作為氫燃料電池車的“燃料”，對(duì)于相對(duì)“嬌貴”的氫燃料電池而言，其品質(zhì)很大程度上決定著氫燃料電池系統(tǒng)的實(shí)際運(yùn)行性能和壽命。氫燃料電池車是否能夠跑得夠快夠遠(yuǎn)，還得看看氫氣的“臉色”。
從2018年5月1日開始，我國(guó)的氫能行業(yè)開始執(zhí)行參照國(guó)際公認(rèn)標(biāo)準(zhǔn)制定的國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)GB∕T 34872-2017《 質(zhì)子交換膜燃料電池供氫系統(tǒng)技術(shù)要求》，該標(biāo)準(zhǔn)對(duì)質(zhì)子交換膜燃料電池供氫系統(tǒng)的系統(tǒng)分類、技術(shù)要求、試驗(yàn)方法、標(biāo)識(shí)、包裝和運(yùn)輸做了全面的規(guī)定，其中最引人關(guān)注的是在5.2.2條款中對(duì)氫氣品質(zhì)的相關(guān)要求。燃料電池用氫擺脫了之前借用工業(yè)氫氣標(biāo)準(zhǔn)GB∕T 3634.2-2011《純氫、高純氫和超純氫》的尷尬。終于，氫燃料電池車擁有了真正符合自己口味的“食品標(biāo)準(zhǔn)”。
對(duì)比兩張圖表可以明顯看出，盡管GB∕T 3634.2-2011《純氫、高純氫和超純氫》中對(duì)于氫氣的純度要求很高，之前在國(guó)內(nèi)普遍用作燃料電池用氫參考標(biāo)準(zhǔn)的高純氫的純度要求甚至高于GB∕T 34872-2017《 質(zhì)子交換膜燃料電池供氫系統(tǒng)技術(shù)要求》，但對(duì)于質(zhì)子交換膜燃料電池敏感的總硫、一氧化碳、氨和鹵化物等雜質(zhì)，卻并未做相應(yīng)的限定，而對(duì)比下面國(guó)際公認(rèn)的燃料電池用氫標(biāo)準(zhǔn) SAE J2719-201511 Hydrogen Fuel Quality for Fuel Cell Vehicles可以看出，GB∕T 34872-2017實(shí)際是參照了此國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)，對(duì)國(guó)內(nèi)的燃料電池用氫提出了符合實(shí)際需求的標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范。
氫氣中的即使是微量甚至痕量的雜質(zhì)，對(duì)氫燃料電池的影響也是非常嚴(yán)重的。硫化物和鹵化物在生成酸性物質(zhì)后會(huì)對(duì)燃料電池內(nèi)部結(jié)構(gòu)產(chǎn)生腐蝕導(dǎo)致氫燃料電池不可逆的結(jié)構(gòu)損壞。硫和一氧化碳由于與催化劑鉑的親和力比氫更強(qiáng)，其占據(jù)催化劑的活性位點(diǎn)后不易移除，導(dǎo)致催化劑鉑沒有足夠的活性位點(diǎn)將氫催化分解為質(zhì)子和電子，去完成氫燃料電池后續(xù)的反應(yīng)，使氫燃料電池的輸出功率下降且難以恢復(fù)，這其中又以硫更甚。有試驗(yàn)資料顯示，氫氣中總硫含量超過10ppb，一氧化碳含量超過0.5ppm，氫燃料電池的性能就會(huì)受到不可逆的顯著影響。
顯然，GB∕T 34872-2017《 質(zhì)子交換膜燃料電池供氫系統(tǒng)技術(shù)要求》更適合作為氫燃料電池用氫的規(guī)范，隨著氫能產(chǎn)業(yè)的快速發(fā)展和成長(zhǎng)，將逐漸擺脫政策的扶持，氫燃料電池車的性能和使用壽命會(huì)越來越成為市場(chǎng)關(guān)注的焦點(diǎn)，加氫站能夠提供價(jià)格上有競(jìng)爭(zhēng)力且滿足國(guó)標(biāo)要求品質(zhì)的氫氣，保證氫燃料電池長(zhǎng)期可靠的運(yùn)行，是真正實(shí)現(xiàn)氫能產(chǎn)業(yè)市場(chǎng)化的一個(gè)重要前提。
事實(shí)上，目前氫氣的來源廣泛，不同氫源所供應(yīng)的氫氣中雜質(zhì)種類和含量都有很大差別，如何通過經(jīng)濟(jì)的純化方式使氫氣品質(zhì)達(dá)到燃料電池用氫相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)的要求，其實(shí)是整個(gè)氫能行業(yè)面臨的一個(gè)難題。從2月底在日本東京舉行的FC EXPO 2019展會(huì)來看，國(guó)際上也沒有企業(yè)或科研機(jī)構(gòu)能夠很好的解決這個(gè)難題。
我國(guó)目前主要的氫氣生產(chǎn)方式是以化石燃料作為原料的，優(yōu)點(diǎn)是氫氣的生產(chǎn)成本低，加上我國(guó)煤炭?jī)?chǔ)量充足，這是我國(guó)發(fā)展氫能產(chǎn)業(yè)的一個(gè)巨大優(yōu)勢(shì)，但此類氫氣中的總硫和一氧化碳雜質(zhì)含量相對(duì)較高，如何利用這樣的優(yōu)勢(shì)來幫助我國(guó)氫能行業(yè)的快速發(fā)展，實(shí)現(xiàn)彎道超車，經(jīng)濟(jì)可靠的氫氣純化技術(shù)是關(guān)鍵。
佳安氫源擁有20年氣體凈化分離技術(shù)的積累與沉淀，依托北京大學(xué)和清華大學(xué)的科研優(yōu)勢(shì)，針對(duì)不同氫源中雜質(zhì)種類和含量的不同，通過自主研發(fā)的全球首創(chuàng)模塊化超純氫定向除雜技術(shù)，將氫氣中的雜質(zhì)定向脫除，制取優(yōu)于GB∕T 34872-2017《 質(zhì)子交換膜燃料電池供氫系統(tǒng)技術(shù)要求》的超純氫，助力氫能行業(yè)，讓氫燃料電池車跑得又快又遠(yuǎn)。
■ 燃料電池汽車由于能量密度高的優(yōu)勢(shì)被普遍認(rèn)可將成為中國(guó)交通領(lǐng)域電動(dòng)化的重要組成部分，尤其在重載+高續(xù)航領(lǐng)域，而隨著越來越多關(guān)鍵零部件的國(guó)產(chǎn)化，燃料電池成本迅速下降，經(jīng)濟(jì)性逐漸顯現(xiàn)，行業(yè)爆發(fā)就在最近兩年。
■ 加氫站和氫氣為代表的基礎(chǔ)設(shè)施的完善是燃料電池產(chǎn)業(yè)發(fā)展與普及的前提：
氫氣：便捷地獲得低成本的氫氣成為燃料電池行業(yè)能否順利發(fā)展的關(guān)鍵，行業(yè)早期的采用氯堿工業(yè)副產(chǎn)氫加上氣氫拖車運(yùn)輸可以解決需求；隨著需求增加，天然氣與煤炭制氫未來也將成為重要的過渡解決方案；而未來隨著光伏等可再生能源發(fā)電成本逐漸下降，光伏+燃料電池反向制氫或高效電解水裝置將成為主流，將大大改變整個(gè)能源結(jié)構(gòu)。
目前氫氣供應(yīng)商區(qū)域性強(qiáng)，相對(duì)分割，未來隨著氫氣需求增加、氫氣按照能源氣體管理，大型能源巨頭將在其中扮演重要角色，屆時(shí)氫將成為像現(xiàn)在的石油一樣重要的大宗能源品。目前有氫氣的企業(yè)主要是氯堿化工企業(yè)和焦化企業(yè)，如華昌化工、美錦能源、濱化股份等。
加氫站是燃料電池產(chǎn)業(yè)發(fā)展的關(guān)鍵基礎(chǔ)設(shè)施，目前有大型公共加氫站和小型自制氫加氫站兩種方案，而以前者為主，后者包括本田的SHS系統(tǒng)目前由于成本問題還未能普及。加氫站行業(yè)發(fā)展需要解決資金、法規(guī)、盈利模式三方面問題，目前都已經(jīng)初步有了解決方案。
加氫站設(shè)備：目前國(guó)內(nèi)2018年已經(jīng)建設(shè)了35Mpa加氫站十幾座，出貨量超過20個(gè)站，70Mpa站也具備生產(chǎn)能力，設(shè)備方面，除部分核心零部件從國(guó)外進(jìn)口外，基本都可以國(guó)產(chǎn)化。主要加氫站供應(yīng)商包括富瑞氫能、華氣厚普等， 加氫站建設(shè)運(yùn)營(yíng)的有上海氫楓等企業(yè)。
