燃料电池汽车应用处商业化早期

加拿大工程院院士、国际氢能协会燃料电池分会主席李献国：

燃料电池汽车应用处商业化早期

 

 

加拿大工程院院士、国际氢能协会燃料电池分会主席李献国表示，氢能是我国实现碳达峰碳中和目标必不可少的能源。

“当下，燃料电池技术应用较多的是交通运输领域。”李献国表示，交通运输是脱碳较困难的领域，同时市场非常庞大，燃料电池现在主要用于公交车、大卡车，未来也可能大量应用于小汽车，以及航空等领域，所以应用非常广泛。

在李献国看来，现阶段燃料电池应用于汽车领域，在性能、成本、耐久性方面都已相对成熟，处于商业化应用的早期阶段，未来的发展方向是更高的能量转换效率、功率密度，更长的使用寿命，同时进一步降低成本。他表示，业内关注的主要技术重点，一是基础材料能够成本更低、寿命更长、性能更高；二是大规模自动化制造技术，使得每一个产品的成本都可以下降；三是燃料电池实际运行时的控制、监测、诊断、预测。

在基础材料方面，李献国认为，首先，目前催化剂的成本很高，降低铂在催化剂中的含量，以及开发非贵金属催化剂，是降低成本的主要方法。其次，电解质膜目前大多数工作温度都在60℃~80℃之间，但在交通运输领域，最佳温度可能在90℃~120℃之间，适合这个区间的电解质膜目前还没有，需要开发更适合在交通领域应用的电解质膜。再次，双极板目前是以石墨双极板为主，其缺陷在于比较厚重。当前探索的方向主要是金属双极板，但金属的缺陷在于易腐蚀，腐蚀产生的离子对燃料电池存在毒化作用，金属双极板需要好的表面涂层，既能导电导热，还能拥有长寿命可以保护金属板，这方面还有很多工作要做。

在大规模自动化制造技术方面，李献国介绍，日本丰田希望到2025年燃料电池成本能够较2008年降低95%，一方面是要有更好的基础材料，另一方面是大规模的自动化制造技术，“这两条路结合将是大幅降低成本的重要途径”。他表示，膜电极制造过程复杂，影响因素众多，给大规模自动化制造带来较大难题。同时，对于如何保证产品的可靠性、可控性、合格率，也存在较大的问题，必须要有快速的在线监测、检测的设备和方法。

对于燃料电池实际运行时的控制、监测、诊断、预测，李献国强调，为了实现“实时控制”，需要通过大数据实时获取、分析、采取合适的控制行动。同时，还要有高准确度的预测模型，实现快速计算。