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國電投氫能公司柴茂榮:謹(jǐn)防燃料電池宣傳浮夸風(fēng)

能源發(fā)展網(wǎng)發(fā)布時間:2021-12-08 00:00:00

近年來,隨著我國氫能產(chǎn)業(yè)的蓬勃發(fā)展,國內(nèi)分析氫能產(chǎn)業(yè)鏈的文章很多,但都浮于表面,真正對我國和世界先進(jìn)水平的差距進(jìn)行分析的很少。

近日,國電投氫能公司首席技術(shù)官柴茂榮接受了科技日報記者的專訪。針對一些國內(nèi)媒體對氫能及燃料電池技術(shù)進(jìn)步的過度炒作,他說,國內(nèi)的很多公司都號稱能生產(chǎn)出燃料電池電堆,但和世界最先進(jìn)的燃料電池技術(shù)相比,差距仍大。

起了個大早,趕了個晚集

“我國燃料電池雖起了個大早,但在關(guān)鍵核心材料、技術(shù)工藝和推廣應(yīng)用方面,還有很大差距或進(jìn)步空間。”柴茂榮表示。

我國是世界產(chǎn)氫大國,產(chǎn)量近3000萬噸,絕對是世界第一。但氫氣基本上都用在了石油精煉、加氫重整和合成氨、甲醇等方面,而用于燃料電池等的高純氫氣,則不到百分之一。粗氫很便宜,每公斤不到10元,但到了加氫站,則價格差不多漲了10倍。

目前,國內(nèi)氫氣壓縮、精制、加氫站關(guān)鍵設(shè)備、零配件和技術(shù)大部分都還依賴國外。氫氣瓶用材料,如高強(qiáng)度碳纖維、密封膠、氣瓶閥組等基本也依賴國外,造成成本居高不下。

在燃料電池方面,國內(nèi)人為地把燃料電池應(yīng)用區(qū)分為乘用車用和商用車用,輕易地得出燃料電池只適合于重卡等商用車的結(jié)論。實(shí)際上,國外燃料電池乘用車和商用車的開發(fā)基本上是同步進(jìn)行的,而燃料電池乘用車技術(shù)相對更成熟。比如豐田Mirai氫燃料電池汽車已經(jīng)實(shí)現(xiàn)了商業(yè)化,它和同檔次的電動汽車特斯拉Model S同臺競爭,價格基本相當(dāng),而續(xù)航距離和安全可靠性更優(yōu)。

與國外相比至少還差一代

我國因?yàn)榈侥壳盀橹谷剂想姵卦牧匣疽蕾囘M(jìn)口,價高質(zhì)次,電堆體積大、功率密度小,加速性、穩(wěn)定性都嚴(yán)重不足,難以實(shí)現(xiàn)在乘用車上使用。而且,國內(nèi)用峰值功率除以活性區(qū)體積計(jì)算出來的功率密度,和國外平均單電池0.65V以上在汽車運(yùn)行工況下的額定功率相比,實(shí)質(zhì)意義有限。至于耐久性,國外要求15年壽命,5000小時無故障,國內(nèi)簡單地理解成5000小時劣化系數(shù)來計(jì)算,更是相差甚遠(yuǎn)。

最近,某國外公司的不少電堆已經(jīng)進(jìn)入中國市場,很多做成系統(tǒng)并已在幾大檢測機(jī)構(gòu)中測試。相比之下,同樣標(biāo)稱130kw的電堆,體積不到國產(chǎn)電堆的一半,而按同樣單電池0.65V計(jì)的額定功率,國產(chǎn)電堆功率比進(jìn)口電堆至少低20%以上。“實(shí)際上,我們國產(chǎn)的很多電堆和世界最先進(jìn)的電堆技術(shù)相比,至少還差一代以上。”柴茂榮強(qiáng)調(diào)。

此外,在關(guān)鍵材料上,我國有很多廠家都宣傳能生產(chǎn)。但實(shí)際上,催化劑方面,國內(nèi)在耐久性能、單位鉑金的發(fā)電電流MMA都有很大的差異,具體體現(xiàn)在擔(dān)載工藝和載體選材上。貴金屬顆粒大小不均勻,載位不穩(wěn)定,抗反極、抗毒性差,也沒有人開發(fā)高耐久性能載體;質(zhì)子交換膜方面,高溫拉伸強(qiáng)度、低加濕質(zhì)子傳導(dǎo)率、滲氫電流等主要指標(biāo)和國際水平相差一個數(shù)量級。國內(nèi)拿杜邦質(zhì)子膜對標(biāo),但車載用高功率電堆用質(zhì)子膜,國外早在十幾年前就已不再使用杜邦的質(zhì)子膜。還有碳紙擴(kuò)散層,從導(dǎo)電碳纖維到抄紙到成紙工藝技術(shù),國內(nèi)也一直沒有突破。

核心材料和技術(shù)自主化才能站在產(chǎn)業(yè)鏈頂端

車載用高功率雙極板技術(shù),也一直是我國的短板。從上一代石墨雙極板到最新的無鍍層鈦金屬雙極板,有效地解決了車載用電堆雙極板的輕量化、抗震強(qiáng)度、耐腐蝕性、大規(guī)模連續(xù)生產(chǎn)和生產(chǎn)效率的問題。我國的金屬雙極板的耐腐蝕性、鍍膜強(qiáng)度、生產(chǎn)效率、平整性、耐久性,還有前面提到的電堆性能,都和國際先進(jìn)水平相差懸殊。

國內(nèi)很多廠家都只能購買國外材料生產(chǎn)膜電極、電堆等,然而,國外最先進(jìn)的材料難以買到,國產(chǎn)材料又很難達(dá)到車規(guī)級指標(biāo)要求——雖然廠家不少,但大部分來自大學(xué)實(shí)驗(yàn)室,容易有生產(chǎn)經(jīng)驗(yàn)不足、只注重幾個單項(xiàng)指標(biāo)的問題,且對一致性、穩(wěn)定性和降低成本不敏感。

柴茂榮表示,國電投正立足于國內(nèi)實(shí)現(xiàn)材料級自主化的開發(fā)。催化劑、質(zhì)子膜、碳紙、膜電極、雙極板、電堆仿真設(shè)計(jì)、系統(tǒng)等全部核心材料和技術(shù)目前已全部實(shí)現(xiàn)了自主化,并建有自己的生產(chǎn)線。只有這樣,才能站在產(chǎn)業(yè)鏈的頂端,把握整個產(chǎn)業(yè)的先進(jìn)性,掌握產(chǎn)品的定價權(quán)。(科技日報)

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