鉅大LARGE | 點擊量:880次 | 2019年05月17日
發(fā)力核心零部件研發(fā) 我國燃料電池技術正在追趕的路上
我國汽車產業(yè)大而不強的根本原因是零部件產業(yè)沒有掌握核心技術,我國燃料電池目前也面臨這個問題,但相比傳統(tǒng)汽車產業(yè),一批科研人員致力于核心零部件的研發(fā),并且取得了初步成果。用比賽形容當前的競爭態(tài)勢,我國燃料電池核心技術正在追趕的路上。
以往我國燃料電池的電堆采用純鉑催化劑,導致貴金屬用量較高。新崛起的一批創(chuàng)業(yè)者吸收豐田、巴拉德等國際企業(yè)的經驗,研發(fā)鉑合金催化劑。上海濟平新能源科技有限公司創(chuàng)始人、CTO鄒裕民說:“美國能源部要求鉑合金達到0.44A/mgPt以上,我們可以做到0.5A/mgPt。在生產催化劑的過程中,我們對前驅物都要進行前處理,包括碳離子也要進行處理,嚴格把控質量讓我們的產品相比英國的某家企業(yè)更勝一籌。”
致力于提高國產核心零部件的不止鄒裕民教授,深圳市南科燃料電池有限公司總經理徐文輝也向記者展示了研發(fā)的核心產品。在關鍵材料、電堆和系統(tǒng)集成方面,他們均進行了布局。據(jù)介紹,從加拿大回國創(chuàng)業(yè)的王海江院士不僅拿出了質量過硬的產品,更重要的是價格大幅度下降,有助于燃料電池早日擺脫補貼實現(xiàn)量產。深圳南科研發(fā)的膜電極用目前最好的原材料生產,成本不到800元/KW(不包括人工和折舊),而國際上某知名企業(yè)在中國的銷售價格高達4000元/KW。“即便算上人工和折舊,我們的產品也比他們低很多?!毙煳妮x說。
前不久,《中國汽車報》記者采訪了蘇州擎動科技有限公司總經理朱威,他向記者展示了國產MEA與某知名品牌的對比結果,多數(shù)指標好于競爭對手,更重要的是價格比對手低很多。
MEA作為核心零部件之一,從技術的角度來看,主要有4個難點:在低鉑載量、大電流操作條件下陰極氧傳輸極化;膜電極性能高度一致;優(yōu)化水管理,實現(xiàn)膜電極內部水循環(huán),適應無增濕條件運行;實現(xiàn)抗反極、冷啟動等特性。
在4個難點上,國內的MEA與國際先進水平仍有一定差距。從催化劑體系來看,國內普遍采用純鉑,國外已研發(fā)出鉑合金。豐田Mirai的鉑用量大幅度降低,秘密就在這里。在催化劑載體體系方面,國內大多數(shù)采用傳統(tǒng)碳黑和碳納米管,國外已使用改性碳黑、實心碳球和高分子材料。從制備工藝的角度看,國內普遍沒有達到量產水平,國外已實現(xiàn)公斤級量產。從質子交換膜的厚度來看,國內普遍為15μm,國外已小于10μm。
從生產制造的角度看,第一代制造技術是GDE,即催化劑涂布在GDL上,然后與質子膜熱壓成型。第二代制造技術是CCM,但是這里存在兩種方法,一種是90年代初LosAlamos實驗室發(fā)明的“轉印(decal)”方法,另一種是將催化劑涂布到質子交換膜上,卷對卷方式。朱威說:“蘇州擎動采用的就是卷對卷方式。卷對卷方式在產品性能、壽命以及生產效率、成本上都優(yōu)于轉印法,但是設備的投入成本較高。”目前,國際上已有第三代制造技術有序化膜電極,3M公司開發(fā)的NSTF電極。
雖然我國燃料電池起步不算早,從目前的發(fā)展形勢來看,我國一批燃料電池核心零部件企業(yè)正在崛起,他們正在追趕國際先進水平的路上,或許我國燃料電池汽車不會重蹈傳統(tǒng)汽車的覆轍。