打破氫燃料電池技術(shù)的“拿來主義”

近日，氫燃料電池電堆解決方案供應(yīng)商驥翀氫能發(fā)布了最新的金屬板電堆——“MH”系列燃料電池電堆。驥翀氫能創(chuàng)始人付宇向《中國科學(xué)報(bào)》介紹道，“MH”系列燃料電池電堆采用了國際主流的金屬雙極板技術(shù)路線，具有比功率密度高、壽命與可靠性高、低溫自啟動(dòng)能力強(qiáng)、量產(chǎn)成本低等優(yōu)勢(shì)。

電堆是電化學(xué)反應(yīng)發(fā)生的場(chǎng)所，是燃料電池動(dòng)力系統(tǒng)的核心部件。電堆產(chǎn)品雖然結(jié)構(gòu)簡單，但整個(gè)電堆包括了氫與氧的氣體傳質(zhì)、質(zhì)子和電子傳導(dǎo)、液態(tài)水的管理、熱傳導(dǎo)、力傳遞等多因素的耦合，產(chǎn)品工程設(shè)計(jì)難度大。

“這是一個(gè)高壁壘、高投入行業(yè)，全球僅少數(shù)大型車企和科研院所的創(chuàng)業(yè)團(tuán)隊(duì)有專業(yè)電堆的產(chǎn)品研發(fā)設(shè)計(jì)能力，其他大多屬于‘拿來主義’，以集成和仿制為主。”付宇說，“雙極板作為電堆的重要組件，由于金屬雙極板在燃料電池酸性電化學(xué)環(huán)境下易腐蝕，用抗腐蝕、導(dǎo)電性好的貴金屬作為涂層，成本又難以滿足商業(yè)化應(yīng)用要求，一直是工藝的難點(diǎn)。”

“我們團(tuán)隊(duì)攻克了金屬板腐蝕難題。” 付宇對(duì)記者透露，隨著第一代產(chǎn)品的交付，驥翀氫能計(jì)劃于兩個(gè)月后上市升級(jí)版電堆產(chǎn)品，單位面積的功率密度將從0.9瓦/平方厘米提升到1.2瓦/平方厘米，單堆最大輸出功率從100千瓦提升到130千瓦以上。

“未來我們的第二代產(chǎn)品的功率密度將進(jìn)一步提升到1.5瓦/平方厘米，單堆最大輸出功率提升到160千瓦以上。”付宇說。

付宇自2001年以來先后在中科院大連化學(xué)物理研究所、新源動(dòng)力暨燃料電池及氫源技術(shù)國家工程研究中心、愛德曼和上海重塑等機(jī)構(gòu)和企業(yè)學(xué)習(xí)和工作，經(jīng)歷了燃料電池電堆的基礎(chǔ)研究、產(chǎn)業(yè)化推廣和國際合作。

付宇告訴記者，過去幾年我國新能源汽車主要走鋰電路線，但是鋰電存在巡航里程短、充電時(shí)間長、電池載重量小、環(huán)境適應(yīng)性差等問題。而氫燃料電池車具有巡航里程長、加氫時(shí)間短、載重量大、環(huán)境適應(yīng)性好等優(yōu)點(diǎn)，在新能源汽車領(lǐng)域另辟蹊徑，起到很好的補(bǔ)充作用。

他舉例說，純電動(dòng)車充電需要半小時(shí)以上，而氫燃料車僅需要3～5分鐘;純電動(dòng)車在0℃以下動(dòng)力大幅度衰減，40℃以上高溫時(shí)電池續(xù)航受到很大影響，而氫燃料車在-30～40℃環(huán)境范圍內(nèi)都能正常使用。

據(jù)中國汽車工業(yè)協(xié)會(huì)發(fā)布的數(shù)據(jù)顯示，我國氫燃料電池汽車保有量已經(jīng)超過6000輛，預(yù)計(jì)到 2020年底有望達(dá)到萬輛規(guī)模，主要應(yīng)用于大巴、物流車、重卡、特專車等。