【壓縮機(jī)網(wǎng)】10月13日，由中國(guó)國(guó)際貿(mào)易促進(jìn)委員會(huì)機(jī)械行業(yè)分會(huì)、中國(guó)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(guó)國(guó)際節(jié)能環(huán)保型汽車展覽會(huì)在北京國(guó)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(yīng)用成為與會(huì)嘉賓關(guān)注的焦點(diǎn)之一，各大汽車、動(dòng)力電池企業(yè)展出的新能源汽車技術(shù)、產(chǎn)品也引起關(guān)注。

 

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

 

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

 

　　那么，當(dāng)前的燃料電池技術(shù)及應(yīng)用發(fā)展水平究竟如何?其推廣應(yīng)用面臨哪些問題?我國(guó)燃料電池行業(yè)該如何破局發(fā)展?在此次展會(huì)上，記者就以上問題采訪了我國(guó)燃料電池研究開拓者之一、中國(guó)工程院院士、中國(guó)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(xiàn)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?其新能源汽車應(yīng)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，以內(nèi)燃機(jī)方式工作。確切地說，它是一個(gè)系統(tǒng)，電池只是能源轉(zhuǎn)換的地方，通過供給氫氣與空氣，氫氣和氧氣在電池內(nèi)部發(fā)生電化學(xué)反應(yīng)，將化學(xué)能直接轉(zhuǎn)換為電能，再把化學(xué)反應(yīng)產(chǎn)生的廢熱和水排出來。

 

　　一節(jié)燃料電池的工作電壓在1伏左右，而航天用、小汽車用、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(jié)的燃料電池按壓濾機(jī)方式組合起來應(yīng)用。因此，同所有的二次電池一樣，各節(jié)燃料電池的一致性問題是至關(guān)重要的。

 

　　當(dāng)前，世界各大汽車公司都推出了燃料電池概念車，他們表面上是在較量燃料電池小轎車應(yīng)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(yīng)用技術(shù)，因?yàn)樗鼈儗?duì)加氫站的依賴低，而依賴越低越有利于燃料電池汽車的產(chǎn)業(yè)化。

 

　　目前，燃料電池功率密度已經(jīng)達(dá)到內(nèi)燃機(jī)水平，裝備70兆巴氫瓶的燃料電池汽車可行駛700千米，加氫耗時(shí)小于5分鐘。燃料電池大巴、轎車的壽命分別約達(dá)到1.8萬小時(shí)和5000小時(shí)。

 

　　以當(dāng)前的原料價(jià)格計(jì)算，生產(chǎn)50萬輛燃料電池汽車的燃料電池價(jià)格約為49美元/千瓦。此前，業(yè)內(nèi)有燃料電池發(fā)展受“鉑”限制的說法。事實(shí)上，在國(guó)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(guó)每千瓦的用鉑量也降到了0.4克，但是，要實(shí)現(xiàn)其產(chǎn)業(yè)化，這一用量要降到0.1克以下。

 

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

 

　　記者：請(qǐng)結(jié)合我國(guó)燃料電池新能源汽車應(yīng)用發(fā)展介紹，燃料電池應(yīng)用市場(chǎng)發(fā)展面臨哪些問題?

 

　　衣寶廉：我國(guó)z*早在2007年上海比比登競(jìng)賽上，展示了自主生產(chǎn)的燃料電池汽車。在2008~2010年期間，先后有自主生產(chǎn)的23輛燃料電池汽車在奧運(yùn)會(huì)期間試運(yùn)行，自主生產(chǎn)的16輛燃料電池汽車在美國(guó)加州試運(yùn)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輛燃料電池汽車在上海世博會(huì)期間示范運(yùn)行。

 

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

 

　　2014年，上汽集團(tuán)推出了燃料電池汽車榮威950，并參加了創(chuàng)新征程———2014新能源汽車萬里行，運(yùn)行效果良好。當(dāng)前，宇通也推出了第三代燃料電池客車，福田在奧運(yùn)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，中車目前在做的是用燃料電池給超級(jí)電容器充電的新能源汽車。

 

　　不過，對(duì)比q*燃料電池汽車發(fā)展歷程來看，我國(guó)燃料電池的技術(shù)研發(fā)及應(yīng)用水平，整體落后于國(guó)際水平。

 

　　當(dāng)前，q*燃料電池汽車發(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(guó)芝加哥試運(yùn)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工況的致命問題;2005~2012年，業(yè)界解決了燃料電池汽車工況適應(yīng)性的問題，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足了車用的要求;2012年至今，燃料電池汽車進(jìn)入商業(yè)化導(dǎo)入階段，2014年12月15日，豐田汽車宣布旗下的“未來”車開始商業(yè)化應(yīng)用。

 

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

 

　　因此，從國(guó)際市場(chǎng)來看，燃料電池汽車市場(chǎng)已經(jīng)進(jìn)入商業(yè)化導(dǎo)入階段，但是，推動(dòng)其商業(yè)化應(yīng)用發(fā)展，關(guān)鍵還需要進(jìn)一步建立生產(chǎn)線，降低成本，建設(shè)加氫站。

 

　　需實(shí)現(xiàn)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，我國(guó)燃料電池及市場(chǎng)應(yīng)用該如何破局發(fā)展?

 

　　衣寶廉：s*先，實(shí)現(xiàn)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(guó)外采購，導(dǎo)致我國(guó)燃料電池發(fā)動(dòng)機(jī)價(jià)格比國(guó)外貴。我國(guó)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(tǒng)的可靠性、耐久性。我國(guó)燃料電池汽車的初性能不比德國(guó)、日本等國(guó)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(jī)理的科研單位與電堆、電池系統(tǒng)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(tǒng)用空壓機(jī)、氫瓶，建設(shè)加氫站，并大幅度降低成本。

 

　　近20年來，我國(guó)空壓機(jī)技術(shù)研究至今沒有大的突破，建議采用引進(jìn)、合資建廠的方式研發(fā)生產(chǎn)。我國(guó)的氫站建設(shè)取得了一定成果，但經(jīng)濟(jì)效益欠佳，建議協(xié)同發(fā)展燃料電池汽車和加氫站建設(shè)，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(guó)正在攻關(guān)70兆巴氫瓶技術(shù)。

 

　　第四，加速轎車用燃料電池開發(fā)，這是各大汽車公司比拼燃料電池應(yīng)用技術(shù)的關(guān)鍵。燃料電池轎車的要求是重量比功率和體積比功率，在這一方面，我國(guó)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(yùn)行和安全試驗(yàn)。上海世博會(huì)后，我國(guó)燃料電池汽車示范運(yùn)行基本處在停滯狀態(tài)，今年啟動(dòng)的聯(lián)合國(guó)環(huán)境開發(fā)署資助的大巴示范運(yùn)行是一個(gè)好的開始。

來源：中國(guó)電力報(bào)