燃料電池電堆技術迎黃金髮展期

專家認為，通過燃料電池技術引進，並消化吸收發展為自主技術，建設電堆、系統集成和整車生產線，形成氫能產業化開發平台，有利於企業佔領氫能技術制高點。

“今年出台的相關補貼政策有利於促進燃料電池電堆發展，帶動電堆技術探索和多元應用，並推動氫能產業的進步。”在近日舉辦的燃料電池電堆技術發展網絡研討會上，與會專家表示。

據瞭解，近年來，我國燃料電池電堆技術發展迅速，電堆性能大幅提升，已接近國際水平，但電堆可靠性、壽命、成本與國外先進水平相比還存在較大差距。

政策利好電堆發展

今年4月，財政部等四部委發佈的《關於完善新能源汽車推廣應用財政補貼政策的通知》提出，調整補貼方式，開展燃料電池汽車示範應用，明確“以獎代補”建立氫能和燃料電池汽車產業鏈；隨後，《關於開展燃料電池汽車示範推廣通知》徵求意見稿發佈，明確“以獎代補”獎勵細則，其中還強化了加氫站建設補貼。

“2018年以來我國氫能產業發展速度顯著加快，氫能產業遍地開花，全國各地掀起氫能發展新浪潮。得益於頂層氫能扶持政策，已形成上海、廣東佛山-雲浮、山東濟南和河北張家口等氫能產業聚集區，並逐步向全國各地延伸。”國鴻氫能科技有限公司副總經理燕希強認為，這有利於推動關鍵零部件的技術攻關、產業化規模發展和商業化示範推廣，進一步掀起氫燃料電池汽車發展的新高潮。

上海氫晨新能源科技有限公司總經理易培雲表示，今年的新一輪補貼將改變燃料電池格局，尤其是對大功率氫燃料電池電堆而言，將獲得難得的發展機遇。

燕希強表示：“氫燃料動力系統在整車成本的佔比超過70%，主要部件包括燃料電池電堆、高壓儲氫罐、電機、動力控制裝置等，其中最核心的部分是燃料電池電堆，在燃料電池系統中佔比約65%，隨着政策加持下生產規模擴大以及電堆國產化的逐步實現，電堆成本預計可下降60%。”

雙極板技術適用不同場景

雙極板作為燃料電池電堆的核心部件，分別有石墨、金屬和複合雙極板。與會專家表示，由於應用場景、功率等有差異，各類雙極板在不同的應用領域各有優勢，因此，在未來很長時間不同材料的雙極板將共存、互補發展。

對於燃料電池電堆而言，可靠性高、壽命長、成本低是確保電堆更具競爭力的必要條件。燕希強指出：“目前柔性石墨雙極板處於領先位置，其原材料成本低，還能保留石墨雙極板高電導性和高耐腐蝕性，同時又解決了硬石墨板加工週期長、脆性問題，實現了雙極板的批量化製備，降低了雙極板製備成本。”

而金屬雙極板也同樣有其適用場景。易培雲表示，金屬雙極板電堆具有功率密度高、冷啓動快、抗震性能好等優勢，適用於100kW以上的大功率電堆的大批量製造。

易培雲坦言：“大功率電堆同時面臨不可避免的技術挑戰，與小功率電堆相比，功率大並非簡單的數量加減，其設計理念和技術難度完全不一樣，需要更好的設計、密封、裝配和解決降本問題。”

“應用場景及整車對電堆的需求不同，乘用車更注重動力性能，而商用車需要經濟性上的保證，不存在一個電堆適用所有場景，因此要遵循場景差異設計滿足不同需求的電堆。”易培雲表示。

建立全產業鏈生態

燕希強表示，氫能全產業鏈佈局能夠推動燃料電池電堆進一步研發迭代以及氫能產業快速發展。以國鴻氫能對燃料電池電堆的研發推廣為例，國鴻氫能進行燃料電池電堆研發生產，氫源來自美錦能源工業副產氫，膜電極研發屬於鴻基創能，舜華新能源進行加氫設備研發及加氫站建設運營，整車研發由飛馳客車負責，以此形成氫能全產業鏈生態。

因此，建立規模化電堆生產線，形成產業化開發平台尤為重要。“通過燃料電池技術引進，並消化吸收發展為自主技術，建設電堆、系統集成和整車生產線，形成氫能產業化開發平台，有利於企業佔領氫能技術制高點。”燕希強表示。

易培雲強調，電堆核心競爭力取決於性能、壽命及成本，性能與部件匹配及環境適應性有關，高壽命需要高温耐久的材料、一致性設計和高精度製造，而想要進一步降低成本，則需要提高性能、零部件一體化設計等。“因此，開發電堆智能製造技術，實現部件和電堆的自動識別、匹配、裝配及監控也尤為關鍵。”