警惕燃料电池宣传的炒作

  • 2021-12-08 15:34
  • 科技日报

近年来,随着中国氢能产业的蓬勃发展,国内关于氢能产业链分析的文章很多,但都是表面文章,真正分析中国与世界先进水平差距的文章很少。

近日,国电投资氢能公司首席技术官柴茂荣接受科技日报记者专访。针对国内一些媒体对氢能和燃料电池技术进展的过度炒作,他表示,国内很多公司都声称能够生产燃料电池堆,但与世界上最先进的燃料电池技术相比,还有很大差距。

起了个大早,赶了个晚集

“虽然我国燃料电池起步早,但在关键核心材料、技术工艺、推广应用等方面仍有较大差距或提升空间。”柴茂荣说。

中国是世界上最大的氢气生产国,产量近3000万吨,绝对是世界第一。然而,氢气基本上用于石油炼制、加氢重整、合成氨、甲醇等,而用于燃料电池等的高纯氢气不到1%。粗氢气很便宜,每公斤不到10元,但在氢气加气站,价格几乎上涨了10倍。

目前,国内氢气压缩、精制、加氢站的大部分关键设备、备件和技术仍依赖国外。氢气瓶材料,如高强度碳纤维、密封胶、气缸阀块等。基本上依赖国外,导致成本高。

在燃料电池方面,我国将燃料电池的应用人为分为乘用车和商用车,很容易得出燃料电池只适用于重卡等商用车的结论。事实上,国外燃料电池乘用车和商用车的发展基本上是同步进行的,而燃料电池乘用车的技术相对更为成熟。例如,丰田Mirai未来组合氢燃料电池汽车已经商业化。与同级别电动车特斯拉Model S竞争,价格基本一致,续航里程和安全可靠性更好。

与国外相比至少还差一代

到目前为止,我国的燃料电池原材料基本都是进口的,价格高质量好,堆体体积大,功率密度低,加速性和稳定性严重不足,很难在乘用车上使用。此外,与国外汽车运行条件下平均单节电池0.65伏或以上的额定功率相比,我国用峰值功率除以有源区体积计算出的功率密度的实质性意义有限。至于耐久性,国外要求15年使用寿命,5000小时无故障,而国内简单理解为按5000小时劣化系数计算,相差甚远。

最近,一家外国公司的许多电池进入了中国市场,其中许多电池已经被制成系统,并在几个主要的测试机构进行测试。相比之下,同标称130千瓦电堆的体积还不到国产电堆的一半,按照同单体电池0.65伏的额定功率计算,国产电堆的功率至少比进口电堆低20%,“实际上,与世界上最先进的电堆技术相比,我们很多国产电堆至少落后一代。”柴茂荣强调。

另外,关于关键材料,国内有很多厂家宣传可以生产。但实际上,就催化剂而言,我国单位铂的耐久性和发电电流MMA存在较大差异,体现在支撑工艺和载体材料选择上。贵金属粒径不均匀,载体不稳定,抗极性和抗毒性差,还没有人开发出耐久性高的载体。质子交换膜方面,高温抗拉强度、低增湿质子传导率、氢渗透电流等主要指标比国际水平低一个数量级。我国以杜邦质子膜为基准,但国外早在十几年前就不再使用杜邦质子膜用于车用大功率电堆。还有一个碳纸扩散层,从导电碳纤维到造纸再到造纸技术,一直都有

国内很多厂家只能购买国外材料生产膜电极、电堆等。但是国外最先进的材料很难买到,国内的材料很难满足车辆规格的要求。3354虽然厂家很多,但大多来自大学实验室,容易缺乏生产经验,只关注少数单一指标,对一致性、稳定性、降本不敏感。

柴茂荣表示,国电投资立足于中国物质层面自治的发展。目前,催化剂、质子膜、碳纸、膜电极、双极板、堆模拟设计、系统等所有核心材料和技术。都实现了自主化,建立了自己的生产线。只有这样,才能站在产业链的顶端,把握整个行业的先进性,把握产品的定价权。

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