【壓縮機網(wǎng)】10月13日，由中國國際貿易促進(jìn)委員會(huì )機械行業(yè)分會(huì )、中國電工技術(shù)學(xué)會(huì )等聯(lián)合主辦，北京中汽四方會(huì )展有限公司承辦的2016(第四屆)中國國際節能環(huán)保型汽車(chē)展覽會(huì )在北京國家會(huì )議中心舉行。在此次展會(huì )上，燃料電池技術(shù)研究及應用成為與會(huì )嘉賓關(guān)注的焦點(diǎn)之一，各大汽車(chē)、動(dòng)力電池企業(yè)展出的新能源汽車(chē)技術(shù)、產(chǎn)品也引起關(guān)注。

 

　　面對q*能源緊缺和環(huán)境污染的挑戰，加快推進(jìn)實(shí)現清潔低碳發(fā)展重要途徑的氫能和燃料電池的研發(fā)應用，成為新能源汽車(chē)行業(yè)亟待攻克的難題。

 

　　目前，很多發(fā)達國家已經(jīng)將燃料電池視為涉及國家安全的技術(shù)、國家支柱產(chǎn)業(yè)，列入了國家重點(diǎn)研究項目。

 

　　那么，當前的燃料電池技術(shù)及應用發(fā)展水平究竟如何?其推廣應用面臨哪些問(wèn)題?我國燃料電池行業(yè)該如何破局發(fā)展?在此次展會(huì )上，記者就以上問(wèn)題采訪(fǎng)了我國燃料電池研究開(kāi)拓者之一、中國工程院院士、中國科學(xué)院大連化學(xué)物理研究所技術(shù)帶頭人衣寶廉。

 

　　實(shí)現燃料電池產(chǎn)業(yè)化每千瓦鉑用量需降至0.1克以下

 

　　記者：燃料電池的特殊性和關(guān)鍵工藝是什么?其新能源汽車(chē)應用技術(shù)水平如何?

 

　　衣寶廉：與鋰電池、鋅錳干電池等相比，燃料電池的特殊性在于，其以電化學(xué)原理發(fā)電，以?xún)热紮C方式工作。確切地說(shuō)，它是一個(gè)系統，電池只是能源轉換的地方，通過(guò)供給氫氣與空氣，氫氣和氧氣在電池內部發(fā)生電化學(xué)反應，將化學(xué)能直接轉換為電能，再把化學(xué)反應產(chǎn)生的廢熱和水排出來(lái)。

 

　　一節燃料電池的工作電壓在1伏左右，而航天用、小汽車(chē)用、大巴用的工作電壓約分別為28伏、300伏和600伏，這就需要z*多把近1000節的燃料電池按壓濾機方式組合起來(lái)應用。因此，同所有的二次電池一樣，各節燃料電池的一致性問(wèn)題是至關(guān)重要的。

 

　　當前，世界各大汽車(chē)公司都推出了燃料電池概念車(chē)，他們表面上是在較量燃料電池小轎車(chē)應用技術(shù)，實(shí)際上都在極力攻克燃料電池大巴、輕軌甚至是高鐵應用技術(shù)，因為它們對加氫站的依賴(lài)低，而依賴(lài)越低越有利于燃料電池汽車(chē)的產(chǎn)業(yè)化。

 

　　目前，燃料電池功率密度已經(jīng)達到內燃機水平，裝備70兆巴氫瓶的燃料電池汽車(chē)可行駛700千米，加氫耗時(shí)小于5分鐘。燃料電池大巴、轎車(chē)的壽命分別約達到1.8萬(wàn)小時(shí)和5000小時(shí)。

 

　　以當前的原料價(jià)格計算，生產(chǎn)50萬(wàn)輛燃料電池汽車(chē)的燃料電池價(jià)格約為49美元/千瓦。此前，業(yè)內有燃料電池發(fā)展受“鉑”限制的說(shuō)法。事實(shí)上，在國際上，燃料電池每千瓦的用鉑量已經(jīng)從1克降到0.2克，我國每千瓦的用鉑量也降到了0.4克，但是，要實(shí)現其產(chǎn)業(yè)化，這一用量要降到0.1克以下。

 

　　應用進(jìn)入商業(yè)化階段生產(chǎn)線(xiàn)、成本、加氫站是關(guān)鍵

 

　　記者：請結合我國燃料電池新能源汽車(chē)應用發(fā)展介紹，燃料電池應用市場(chǎng)發(fā)展面臨哪些問(wèn)題?

 

　　衣寶廉：我國z*早在2007年上海比比登競賽上，展示了自主生產(chǎn)的燃料電池汽車(chē)。在2008~2010年期間，先后有自主生產(chǎn)的23輛燃料電池汽車(chē)在奧運會(huì )期間試運行，自主生產(chǎn)的16輛燃料電池汽車(chē)在美國加州試運行，自主生產(chǎn)的1輛燃料電池大巴參加新加坡世青會(huì )，196輛燃料電池汽車(chē)在上海世博會(huì )期間示范運行。

 

　　上海世博會(huì )期間試運行的車(chē)輛包括了美國通用生產(chǎn)的30輛燃料電池轎車(chē)。通過(guò)對比運行情況發(fā)現，我國生產(chǎn)的燃料電池汽車(chē)的性能、可靠性不比通用的差，但其壽命不如通用的。

 

　　2014年，上汽集團推出了燃料電池汽車(chē)榮威950，并參加了創(chuàng )新征程———2014新能源汽車(chē)萬(wàn)里行，運行效果良好。當前，宇通也推出了第三代燃料電池客車(chē)，福田在奧運會(huì )期間就做了燃料電池大巴，上海大通也發(fā)布了燃料電池汽車(chē)，中車(chē)目前在做的是用燃料電池給超級電容器充電的新能源汽車(chē)。

 

　　不過(guò)，對比q*燃料電池汽車(chē)發(fā)展歷程來(lái)看，我國燃料電池的技術(shù)研發(fā)及應用水平，整體落后于國際水平。

 

　　當前，q*燃料電池汽車(chē)發(fā)展經(jīng)歷了3個(gè)階段：1990~2005年，加拿大Ballard公司生產(chǎn)了3輛燃料電池大巴，在美國芝加哥試運行1個(gè)月之后全部垮掉，暴露出了燃料電池不適用于汽車(chē)工況的致命問(wèn)題;2005~2012年，業(yè)界解決了燃料電池汽車(chē)工況適應性的問(wèn)題，并將燃料電池性能提升到2千瓦/升，可在零下30攝氏度環(huán)境中正常啟動(dòng)，使燃料電池基本上滿(mǎn)足了車(chē)用的要求;2012年至今，燃料電池汽車(chē)進(jìn)入商業(yè)化導入階段，2014年12月15日，豐田汽車(chē)宣布旗下的“未來(lái)”車(chē)開(kāi)始商業(yè)化應用。

 

　　但是，截至目前，豐田汽車(chē)并沒(méi)有建設批量生產(chǎn)線(xiàn)，1天僅能生產(chǎn)3輛燃料電池汽車(chē)。

 

　　因此，從國際市場(chǎng)來(lái)看，燃料電池汽車(chē)市場(chǎng)已經(jīng)進(jìn)入商業(yè)化導入階段，但是，推動(dòng)其商業(yè)化應用發(fā)展，關(guān)鍵還需要進(jìn)一步建立生產(chǎn)線(xiàn)，降低成本，建設加氫站。

 

　　需實(shí)現關(guān)鍵材料配套生產(chǎn)進(jìn)一步提升燃料電池壽命

 

　　記者：就您看來(lái)，我國燃料電池及市場(chǎng)應用該如何破局發(fā)展?

 

　　衣寶廉：s*先，實(shí)現關(guān)鍵材料的配套生產(chǎn)。催化劑、隔膜等關(guān)鍵配套材料在國外采購，導致我國燃料電池發(fā)動(dòng)機價(jià)格比國外貴。我國已經(jīng)掌握了先進(jìn)的配套材料技術(shù)，但由于燃料電池生產(chǎn)未形成良性循環(huán)，企業(yè)不愿投資生產(chǎn)。

 

　　其次，提高電堆、電池系統的可靠性、耐久性。我國燃料電池汽車(chē)的初性能不比德國、日本等國家差，但可靠性、耐久性不如他們，希望研究工況下燃料電池衰減機理的科研單位與電堆、電池系統生產(chǎn)企業(yè)真誠合作，進(jìn)一步提升燃料電池壽命。

 

　　再次，加快研發(fā)燃料電池系統用空壓機、氫瓶，建設加氫站，并大幅度降低成本。

 

　　近20年來(lái)，我國空壓機技術(shù)研究至今沒(méi)有大的突破，建議采用引進(jìn)、合資建廠(chǎng)的方式研發(fā)生產(chǎn)。我國的氫站建設取得了一定成果，但經(jīng)濟效益欠佳，建議協(xié)同發(fā)展燃料電池汽車(chē)和加氫站建設，例如，先發(fā)展燃料電池大巴，再發(fā)展燃料電池輕軌和高鐵。目前，我國正在攻關(guān)70兆巴氫瓶技術(shù)。

 

　　第四，加速轎車(chē)用燃料電池開(kāi)發(fā)，這是各大汽車(chē)公司比拼燃料電池應用技術(shù)的關(guān)鍵。燃料電池轎車(chē)的要求是重量比功率和體積比功率，在這一方面，我國還需要突破高性能低電阻、薄金屬雙極板制備技術(shù)和納米薄膜有序化電極制備技術(shù)或3D流場(chǎng)技術(shù)。

 

　　第五，加速示范運行和安全試驗。上海世博會(huì )后，我國燃料電池汽車(chē)示范運行基本處在停滯狀態(tài)，今年啟動(dòng)的聯(lián)合國環(huán)境開(kāi)發(fā)署資助的大巴示范運行是一個(gè)好的開(kāi)始。

來(lái)源：中國電力報