衣寶廉對推動燃料電池商業(yè)化發(fā)展的幾點建議

　　作為國內燃料電池行業(yè)泰斗級人物，中國科學院大連化學物理研究所研究員/中國工程院院士衣寶廉在一次公開會議上，為燃料電池商業(yè)化發(fā)展提了幾點建議。

　　首先，燃料電池汽車有突出的優(yōu)點，但存在加氫站建設費用高、運行費用高的問題。衣寶廉建議，要想做到燃料電池商業(yè)化，各方要齊心協力解決這些問題。

　　燃料電池跟燃油車對比，把油箱換成氫氣，把內燃機換成燃料電池發(fā)動機，一是環(huán)保，二是續(xù)航里程和駕駛員的駕駛體驗都跟燃油車一致，容易被接受，整體而言是很好的。

　　有些人認為燃料電池不安全，但相比于鋰電池把能量和電池結合在一起，燃料電池配套的氫氣罐是在外面，其實更安全。從現實案例來看，鋰電池車經常起火自燃，而燃料電池車尚未有案例，有國外發(fā)生起火爆炸事件是在氫氣制取及儲運環(huán)節(jié)，主要由操作不規(guī)范引起。相比于燃料電池，鋰電池更需要解決充電時間長及安全性問題。

　　在衣寶廉看來，相比于內燃機、鋰電池，燃料電池優(yōu)點突出，現在燃料電池汽車主要是貴的問題，一是燃料電池發(fā)動機貴，導致車也貴；二是加氫站建設費用高，氫氣貴，導致運行成本高。這些問題牽涉面廣，各方要齊心協力解決這些問題。

　　其次，對于如何降低燃料電池發(fā)動機成本，衣寶廉提出，一是關鍵材料和零部件批量生產，如此發(fā)動機成本可以降低20%-30%；二是提高比功率，成本再降低20%-30%。

　　目前國內企業(yè)基本具備質子交換膜、催化劑、雙極板、電堆技術，同時空壓機、氫氣泵產品也基本可以用，希望企業(yè)家特別是國企盡快建立批量生產線來進行批量生產。當然各個環(huán)節(jié)的技術也還有待提高，要開發(fā)高活性催化劑，降低歐姆極化，改進流場。

　　催化劑方面，大化所正在研發(fā)銅鉑催化劑，這個催化劑是碳鉑活性的3倍，正在進行工業(yè)性的放大和設備方面的選取。為什么選銅？銅不會隨水流到外邊，也不會對膜等產生影響，因為銅出來溶解就沉淀了，鈷的運用會流失，大量生產燃料電池車，用鈷需謹慎。

　　質子交換膜方面，發(fā)展薄膜，降低歐姆極化。戈爾做增強膜，國內做的是自由基復合膜，現在國際企業(yè)已經做到8個微米，國內現在能做到十一二個微米。

　　雙極板方面，改進流場。所謂三維流場是過去做的網狀流場，這種流場有點類似于搞化工蒸餾過程當中的擋板，對氣流有一個阻擋作用以后，產生了一部分對流傳質，這樣提高了電池的極限電池密度，把催化層利用的更深，單電池比功率提高后，要提高電堆比功率，像豐田370片極板弄在一起，流場阻力會大，空壓機內耗增加，這里面有一個權衡和協調問題。

　　同時，需要提高雙極板一致性，提高平整度，提高MEA一致性，最后解決公用孔道的問題。

　　現在國內正在發(fā)展的是金屬板，這個金屬板能否過關，要看金屬板表面涂層后的壽命能不能達到5千、1萬甚至2萬小時，要跑車進行試驗。國內沒有一家企業(yè)或研究機構宣布運行達到5千或者1萬小時的，現在都在跑，大化所研發(fā)的金屬堆驗證跑了3千多小時，還有2千小時，金屬板要實現大量的應用，將是燃料電池技術的重大進展。

　　電堆方面，現在大部分高性能的電堆都是1個大氣壓左右，低的是0.5，現在向兩個大氣壓發(fā)展。要改進電堆組裝工藝，電堆是按壓力機的方式組裝的。幾百片雙極板堆疊，應該知道最后這個電堆多高，誤差不超過幾毫米。這個是可以計算的，前期要做大量的基礎工作。這套工藝已經定型，可以按這個來控制電堆的組裝。

　　“光有理論不行，要有工匠精神。” 衣寶廉說，一是腦袋行，二是手巧，兩方面配合起來才能裝出高性能的電堆。

　　總之，要盡快完善燃料電池核心材料生產線，研發(fā)生產空壓機、氫氣循環(huán)泵等關鍵部件。

　　要提高電堆的體積和重量比功率，為開發(fā)乘用車奠定基礎。我們搞燃料電池，開始是300到500毫安，十一五末達到了800毫安到1安培。現在國內是1-1.5安培，我們想做到1安培到2.5安培，燃料電池的成本還可以降低15%-20%，如果跟批量生產聯合起來，燃料電池發(fā)動車的成本可以接近鋰電池，比燃油車貴一點。

　　另外，國內要倡導搞基礎理論，研究超低鉑和非鉑催化劑理論與應用研究，進一步將電池鉑的用量降低到每千瓦0.1克以下，現在國際上是0.2克鉑，國內0.3-0.4克鉑，如果做好基礎研究工作，可以做到0.1克鉑以下，完全可以放心的實現燃料電池車的產業(yè)化。