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燃料电池产业链全景图
然而在上述从业多年的工程师看来,除了核心部件,诸如电磁阀、传感器等基础部件,国内目前都没有做好,这些部件对氢燃料电池的性能同样重要。
相比执着于将基础工作做扎实的一线工程师,行业专家则更倾向于集中精力突破关键技术。
“我们并不一定要氢燃料电池的完全国产化,许多辅助件都可以通过国际合作解决,但关键技术和关键材料一定要自己掌握。”廖世军称。
以质子交换膜为例,其性能对氢燃料电池的使用性能、寿命、成本等有决定性的影响,成本占到了整个燃料电池堆的12%。
目前主流的质子交换膜是全氟磺酸膜,其碳-氟键的键能高,使其力学性能和化学稳定性优异,而且其使用寿命也远远好于其他膜材料。然而制成全氟磺酸膜的主要原材料全氟磺酸树脂长期以来被美国科慕(Chemours)和日本旭化成等垄断,尽管国内如东岳集团已经实现氟磺酸树脂的量产,但整体而言,国内的加工技术仍不成熟。
催化剂是燃料电池的另一大关键材料,其作用是促进氢、氧在电极上的氧化还原过程。目前市面上,好的催化剂是铂和铂基催化剂。由于铂金的昂贵和稀有,降低铂用量一直是催化剂研究的主要方向。
从目催化剂研究海内外对比来看,海外的铂族金属载量已经进展到0.06g/kW0.35mg/cm2;国内为0.3g/kW,0.16mg/cm2。活性衰减方面,海外已经实现3万次循环后衰减在5%以内;国内3000次循环后衰减达到86%,技术差距仍然巨大。
气体扩散层在膜电极组起到机械支撑、实现气体扩散以及通导电流的作用,气体扩散层通常由基底层和微孔层组成,基底层通常使用多孔的碳纤维纸、碳纤维织布、碳纤维非纺材料及碳黑纸来制备。然而,目前碳纸产品主要被日本东丽、德国SGL(被三菱收购)等几个国际大生产商所垄断,国内的大规模量产水平仍未突破。
“现在中国的氢燃料电池行业问题就在于力量太过分散,几个人就可以办一家公司。氢燃料电池要高水平,要大幅降低成本,要有竞争力,这不是小事,所以应该集中力量”。干勇公开强调。
内冷外热之忧
中国氢燃料电池车长期以来依靠高校等科研单位在推进,大企业作为主体一直处于缺失状态,已经参与的企业也犹豫不决。这导致我国燃料电池汽车发展“起个大早、赶个晚集”。
据了解,早在1999年,清华大学就“做”出了第一辆燃料电池观光车。北京富原、绿能等企业在90年代就已经展开对膜电极等关键部件的研发,苦于没有下游市场,以失败告终。
尽管在经历2018年5月份的舆论高潮后,氢燃料电池汽车热度迅速提升,但在业内人士看来,热闹的仅仅是表象。
新材料在线®调研发现,一家成立于2018年的氢燃料电池初创公司,对外公开的经营范围包括“燃料电池发动机、燃料电池测试设备、储能电池系统与自动化控制相关的系统集成产品的研发、销售、运营。”但实际上,该公司目前并无实质性业务开展。
“这个行业目前的状况就是内冷外热,表面上轰轰烈烈,但实实在在做研发、做产业化的并不多。”上述工程师称。
另一方面,对于氢燃料电池汽车行业的支持仍在不断加强。
2019年全国两会间,政府对新能源汽车发展规划进行了调整,将对纯电动汽车的补贴,转向对充电桩、加氢站等建设进行补贴,将氢燃料电池车写进了新的汽车产业规划,尤其是燃料电池汽车的基础设施加氢站的发展进行了顶层政策支持。
3月15日,十三届二次会议审议后的《政府工作报告》补充了“推动充电、加氢等设施建设”等内容。
发改委在《国民经济和社会发展计划草案的报告》中也相应增加了“加强城市停车场和新能源汽车充电、加氢等设施建设”内容。
政策的扶持能否带动带动氢燃料电池汽车行业的产业化热情?依靠补贴带动的市场如何避免畸形发展?进入“青春期”的氢燃料电池汽车行业在疑惑中前行。
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