近年來，隨著我國氫能產業的蓬勃發展，國內分析氫能產業鏈的文章很多，但都浮于表面，真正對我國和世界先進水平的差距進行分析的很少。

 

       近日，國電投氫能公司首席技術官柴茂榮接受了科技日報記者的專訪。針對一些國內媒體對氫能及燃料電池技術進步的過度炒作，他說，國內的很多公司都號稱能生產出燃料電池電堆，但和世界最先進的燃料電池技術相比，差距仍大。

 

       起了個大早，趕了個晚集

 

       “我國燃料電池雖起了個大早，但在關鍵核心材料、技術工藝和推廣應用方面，還有很大差距或進步空間。”柴茂榮表示。

 

       我國是世界產氫大國，產量近3000萬噸，絕對是世界第一。但氫氣基本上都用在了石油精煉、加氫重整和合成氨、甲醇等方面，而用于燃料電池等的高純氫氣，則不到百分之一。粗氫很便宜，每公斤不到10元，但到了加氫站，則價格差不多漲了10倍。

 

       目前，國內氫氣壓縮、精制、加氫站關鍵設備、零配件和技術大部分都還依賴國外。氫氣瓶用材料，如高強度碳纖維、密封膠、氣瓶閥組等基本也依賴國外，造成成本居高不下。

 

       在燃料電池方面，國內人為地把燃料電池應用區分為乘用車用和商用車用，輕易地得出燃料電池只適合于重卡等商用車的結論。實際上，國外燃料電池乘用車和商用車的開發基本上是同步進行的，而燃料電池乘用車技術相對更成熟。比如豐田Mirai氫燃料電池汽車已經實現了商業化，它和同檔次的電動汽車特斯拉Model S同臺競爭，價格基本相當，而續航距離和安全可靠性更優。

 

       與國外相比至少還差一代

 

       我國因為到目前為止燃料電池原材料基本依賴進口，價高質次，電堆體積大、功率密度小，加速性、穩定性都嚴重不足，難以實現在乘用車上使用。而且，國內用峰值功率除以活性區體積計算出來的功率密度，和國外平均單電池0.65V以上在汽車運行工況下的額定功率相比，實質意義有限。至于耐久性，國外要求15年壽命，5000小時無故障，國內簡單地理解成用5000小時劣化系數來計算，更是相差甚遠。

 

       最近，某國外公司的不少電堆已經進入中國市場，很多做成系統并已在幾大檢測機構中測試。相比之下，同樣標稱130kW的電堆，體積不到國產電堆的一半，而按同樣單電池0.65V計的額定功率，國產電堆功率比進口電堆至少低20%以上。“實際上，我們國產的很多電堆和世界最先進的電堆技術相比，至少還差一代以上。”柴茂榮強調。

 

       此外，在關鍵材料上，我國有很多廠家都宣傳能生產。但實際上，催化劑方面，國內在耐久性能、單位鉑金的發電電流MMA都有很大的差異，具體體現在擔載工藝和載體選材上。貴金屬顆粒大小不均勻，載位不穩定，抗反極、抗毒性差，也沒有人開發高耐久性能載體；質子交換膜方面，高溫拉伸強度、低加濕質子傳導率、滲氫電流等主要指標和國際水平相差一個數量級。國內拿杜邦質子膜對標，但車載用高功率電堆用質子膜，國外早在十幾年前就已不再使用杜邦的質子膜。還有碳紙擴散層，從導電碳纖維到抄紙到成紙工藝技術，國內也一直沒有突破。

 

       核心材料和技術自主化才能站在產業鏈頂端

 

       車載用高功率雙極板技術，也一直是我國的短板。從上一代石墨雙極板到最新的無鍍層鈦金屬雙極板，有效地解決了車載用電堆雙極板的輕量化、抗震強度、耐腐蝕性、大規模連續生產和生產效率的問題。我國的金屬雙極板的耐腐蝕性、鍍膜強度、生產效率、平整性、耐久性，還有前面提到的電堆性能，都和國際先進水平相差懸殊。

 

       國內很多廠家都只能購買國外材料生產膜電極、電堆等，然而，國外最先進的材料難以買到，國產材料又很難達到車規級指標要求——雖然廠家不少，但大部分來自大學實驗室，容易有生產經驗不足、只注重幾個單項指標的問題，且對一致性、穩定性和降低成本不敏感。

 

       柴茂榮表示，國電投正立足于國內實現材料級自主化的開發。催化劑、質子膜、碳紙、膜電極、雙極板、電堆仿真設計、系統等全部核心材料和技術目前已全部實現了自主化，并建有自己的生產線。只有這樣，才能站在產業鏈的頂端，把握整個產業的先進性，掌握產品的定價權。