探討燃料電池儲氫技術(shù)的研發(fā)進展
來源:寶鄂實業(yè)
2019-06-17 10:54
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然而現(xiàn)實卻令人尷尬。國外的燃料電池車已經(jīng)實現(xiàn)量產(chǎn),但我國車用燃料電池卻還處在技術(shù)驗證階段,幾乎無部件生產(chǎn)商,無車用電堆生產(chǎn)公司,有的只是極少量商業(yè)運行燃料電池車。
造成這一現(xiàn)實的原因很多。與純電動車不同,氫燃料電池汽車技術(shù)門檻高,而中國的技術(shù)積累時間較短,技術(shù)鏈不完善,產(chǎn)業(yè)化能力較弱。其次,燃料電池汽車的研發(fā)需要巨額投入,在缺乏政策引導(dǎo)的情況下,我國在燃料電池方面的資金和技術(shù)力量投入嚴重不足。此外,在我國中國車企的發(fā)展方向受政府的影響很大。除上汽等少數(shù)車企外,大多數(shù)整車企業(yè)在氫燃料電池汽車方面沒有開展實質(zhì)性研發(fā)和產(chǎn)業(yè)化準備。但是技術(shù)的進展和突破,如果不依靠車企的力量,僅僅依靠科研機構(gòu)和高校,不論是效率還是量產(chǎn)化上都要大打折扣。
關(guān)鍵材料無批量生產(chǎn)線也是其中的一個重要原因。車用燃料電池,大多為質(zhì)子交換膜燃料電池,它有兩大關(guān)鍵部件,即膜電極組件與雙極板。前者由三部分構(gòu)成:質(zhì)子交換膜、催化層和氣體擴散層,它們決定著燃料電池的壽命和性能。
“巧婦難為無米之炊。我們的關(guān)鍵材料長期依賴國外,一旦國外禁售,我國的燃料電池產(chǎn)業(yè)便沒有了材料基礎(chǔ)支撐。”清華大學氫燃料電池實驗室主任王誠說。
其實,這些材料我國并非完全沒有,有些實驗室成果甚至已經(jīng)達到了國際水平。然而,沒有批量生產(chǎn)線,燃料電池產(chǎn)業(yè)鏈依然梗阻。特別是在氣體擴散層量產(chǎn)技術(shù)方面,我國還是空白。“這是因為氣體擴散層的石墨化工序需要經(jīng)過2000℃以上的高溫才能制備,但關(guān)鍵設(shè)備高溫爐技術(shù)還掌握在國外手中。”王誠解釋道。
想要實現(xiàn)材料的批量生產(chǎn),需突破三項關(guān)鍵技術(shù):一是反應(yīng)條件的均一,以確保批次的穩(wěn)定性;二是鉑顆粒納米尺寸控制,確保催化活性比表面積;三是提升碳載體的穩(wěn)定性,達到車用工況下的使用壽命。正因為需解決一致性和成本控制問題,所以它和實驗室制備的難度不可同日而語。
將實驗室成果進行工業(yè)化放大是一項關(guān)鍵技術(shù),需要企業(yè)的介入。長期以來,我國燃料電池的研發(fā)主要由高校和科研院所進行。企業(yè)持觀望態(tài)度,參與得少,加入得晚。這導(dǎo)致基礎(chǔ)研究和應(yīng)用之間的斷裂,進而使得關(guān)鍵材料的工業(yè)化成為一道坎。
《“十三五”國家戰(zhàn)略性新興產(chǎn)業(yè)發(fā)展規(guī)劃》對燃料電池車的發(fā)展寄予更高期望,與“十二五”規(guī)劃相比,新規(guī)劃重點提到:要系統(tǒng)推進燃料電池車的研發(fā)與產(chǎn)業(yè)化;推動高性能低成本燃料電池材料和系統(tǒng)關(guān)鍵部件研發(fā);推動車載儲氫系統(tǒng)以及氫制備、儲運和加注技術(shù)發(fā)展,推進加氫站建設(shè)。規(guī)劃還明確,到2020年,要實現(xiàn)燃料電池車批量生產(chǎn)和規(guī)?;痉稇?yīng)用。
















