除了空压机,氢燃料电池汽车产业化还差什么 ？昆山远方机电设备有限公司-欧洲杯买球网址
除了空压机,氢燃料电池汽车产业化还差什么 ？
昆山远方机电设备有限公司 2019/3/8 15:20:36
制造行业不比互联网企业，由于其重资产的特点，很难短期内出现可能掌控全产业链的寡头。建立产业链，既需要决心，更需要实力。
比如燃料电池系统中的核心部件空压机，我第一个想到的就是那个掌握空气压缩机核心技术的格力。科学不等于技术，技术也不等于产品，每一步都有一道鸿沟。如果格力进入，要比几个工程师拿笔钱创业靠谱一些。多挖掘这样的企业进入，可能大大加速燃料电池产业链的进程。
由此，我们不妨来看看，在氢燃料电池领域，产业化还需要补足什么？我们除了压缩机等必要设备，还差什么？
01 我们有什么？
说到燃料电池，最核心的材料是质子交换膜、催化剂、气体扩散层、以及双极板。质子交换膜、催化剂和扩散层经过一定的工艺加工程膜电极（mea），而膜电极是燃料电池的心脏。
a.质子交换膜
质子交换膜是膜电极中最核心的部件之一。对于质子交换膜，有三个主要的技术要求：
（1）必须具有较高的质子导电性
（2）必须有足够低的气体渗透率
（3）在运行环境下具有足够的化学和机械稳定性
在国内，上海有机所、大连化学物理所、武汉理工大学、山东东岳集团、新源动力等是质子交换膜主要开发和生产单位。以东岳的df260隔膜为例，膜厚度为15微米，在开路电位情况下耐久性大于600小时，膜在保证性能的前提下运行寿命超过6000小时，干湿循环次数超过20000次，得到afcc（automotive fuel cell cooperation，戴姆勒-奔驰与福特的合资公司）的认可，并给东岳特聘专家、上海交通大学张永明教授颁发了技术达标奖。目前，该膜已经定型量产，二代规划产能20万平方米，至少可满足每年20000辆全功率型fcv的需求。
催化剂以pt（铂）催化剂为主。中国氢能专家衣宝廉院士在一次采访中曾提到，低pt催化剂是燃料电池的主要技术方向。当一辆fcv的铂用量低于传统汽车三元催化中铂的用量的时候，就达到了目标。而制备壳型结构的催化剂是降低催化剂用量的一个有效的方法。
在“十三五”重点研发计划项目的支持下，大连化物所、上海交通大学、华南理工大学、北京大学、苏州大学等著名研究机构取得了多方面的进展。
除此之外，清华大学、重庆大学、厦门大学等研究机构也对非pt催化剂开发展开了研究，并取得了阶段性成绩。虽然中国新型催化剂，其中一部分在性能和稳定性上已经超过商业催化剂，但尚未实现量产制备。
膜电极方面，如武汉理工新能源有限公司早已实现了商业化生产，产能已经达到5000平米，国内开发的第二代膜电极水平和国外商业化膜电极水平差距较小。目前，以开发有序化膜电极、新一代ccm技术为主要研发方向。
双极板也是燃料电池的核心部件之一。如果按照功能去命名，可能叫做“双极集电分离板”更加贴切。基于双极板的作用，其特性必须兼具较好的导电、导热性能，极低的气体渗透率，要有足够的尺寸和足够的强度，还要耐腐蚀。双极板承担着电堆大部分的重量和成本，因此，低成本、轻量化、易生产，是对双极板的具体要求。
从材料上看，双极板主要分为石墨双极板、金属双极板和复合材料双极板。目前，国内以开发金属双极板电堆为主要技术路线。尤其丰田mirai推出钛基双极板燃料电池电堆之后，更坚定了行业开发金属双极板技术方向的信心。双极板技术的难点在于成型、焊接、涂层三个关键步骤。
上海治臻新能源装备有限公司依托于上海交通大学的技术力量，已经攻克了双极板成型、焊接、涂层三道技术难关，可以实现双极板国产化、批量化生产，设计年产量可达50万副，至少可供1500辆以上fcv使用。
由以上可以看出，虽然中国燃料电池技术与国际领先水平仍有差距，但已经初步具备了产业化的条件。
市场需求是产业化的前提，而产业化又是降低成本的基础。燃料电池是关系国家未来能源结构的关键技术。如果只能满足小众的需求，那便是资源的浪费。但是迄今为止，燃料电池并没有找到一个很好的应用场景。纵观全球，燃料电池的盈利空间也极其有限。因此，在没有市场规模的前提下，不论是研发成本、材料成本、制造成本、还是后期的维护服务成本都很难下降。
没有规模化成本就不能降低，成本不降低更没有规模化市场。这一死循环的破解方法是不遗余力地挖掘需求，这仰赖于企业家的能力和精神：发现未来的机会，现在敢于投入。
比如燃料电池系统中的核心部件空压机，我第一个想到的就是那个掌握空气压缩机核心技术的格力。科学不等于技术，技术也不等于产品，每一步都有一道鸿沟。如果格力进入，要比几个工程师拿笔钱创业靠谱一些。多挖掘这样的企业进入，可能大大加速燃料电池产业链的进程。
由此，我们不妨来看看，在氢燃料电池领域，产业化还需要补足什么？我们除了压缩机等必要设备，还差什么？
01 我们有什么？
说到燃料电池，最核心的材料是质子交换膜、催化剂、气体扩散层、以及双极板。质子交换膜、催化剂和扩散层经过一定的工艺加工程膜电极（mea），而膜电极是燃料电池的心脏。
a.质子交换膜
质子交换膜是膜电极中最核心的部件之一。对于质子交换膜，有三个主要的技术要求：
（1）必须具有较高的质子导电性
（2）必须有足够低的气体渗透率
（3）在运行环境下具有足够的化学和机械稳定性
在国内，上海有机所、大连化学物理所、武汉理工大学、山东东岳集团、新源动力等是质子交换膜主要开发和生产单位。以东岳的df260隔膜为例，膜厚度为15微米，在开路电位情况下耐久性大于600小时，膜在保证性能的前提下运行寿命超过6000小时，干湿循环次数超过20000次，得到afcc（automotive fuel cell cooperation，戴姆勒-奔驰与福特的合资公司）的认可，并给东岳特聘专家、上海交通大学张永明教授颁发了技术达标奖。目前，该膜已经定型量产，二代规划产能20万平方米，至少可满足每年20000辆全功率型fcv的需求。
催化剂以pt（铂）催化剂为主。中国氢能专家衣宝廉院士在一次采访中曾提到，低pt催化剂是燃料电池的主要技术方向。当一辆fcv的铂用量低于传统汽车三元催化中铂的用量的时候，就达到了目标。而制备壳型结构的催化剂是降低催化剂用量的一个有效的方法。
在“十三五”重点研发计划项目的支持下，大连化物所、上海交通大学、华南理工大学、北京大学、苏州大学等著名研究机构取得了多方面的进展。
除此之外，清华大学、重庆大学、厦门大学等研究机构也对非pt催化剂开发展开了研究，并取得了阶段性成绩。虽然中国新型催化剂，其中一部分在性能和稳定性上已经超过商业催化剂，但尚未实现量产制备。
膜电极方面，如武汉理工新能源有限公司早已实现了商业化生产，产能已经达到5000平米，国内开发的第二代膜电极水平和国外商业化膜电极水平差距较小。目前，以开发有序化膜电极、新一代ccm技术为主要研发方向。
双极板也是燃料电池的核心部件之一。如果按照功能去命名，可能叫做“双极集电分离板”更加贴切。基于双极板的作用，其特性必须兼具较好的导电、导热性能，极低的气体渗透率，要有足够的尺寸和足够的强度，还要耐腐蚀。双极板承担着电堆大部分的重量和成本，因此，低成本、轻量化、易生产，是对双极板的具体要求。
从材料上看，双极板主要分为石墨双极板、金属双极板和复合材料双极板。目前，国内以开发金属双极板电堆为主要技术路线。尤其丰田mirai推出钛基双极板燃料电池电堆之后，更坚定了行业开发金属双极板技术方向的信心。双极板技术的难点在于成型、焊接、涂层三个关键步骤。
上海治臻新能源装备有限公司依托于上海交通大学的技术力量，已经攻克了双极板成型、焊接、涂层三道技术难关，可以实现双极板国产化、批量化生产，设计年产量可达50万副，至少可供1500辆以上fcv使用。
由以上可以看出，虽然中国燃料电池技术与国际领先水平仍有差距，但已经初步具备了产业化的条件。
市场需求是产业化的前提，而产业化又是降低成本的基础。燃料电池是关系国家未来能源结构的关键技术。如果只能满足小众的需求，那便是资源的浪费。但是迄今为止，燃料电池并没有找到一个很好的应用场景。纵观全球，燃料电池的盈利空间也极其有限。因此，在没有市场规模的前提下，不论是研发成本、材料成本、制造成本、还是后期的维护服务成本都很难下降。
没有规模化成本就不能降低，成本不降低更没有规模化市场。这一死循环的破解方法是不遗余力地挖掘需求，这仰赖于企业家的能力和精神：发现未来的机会，现在敢于投入。