1月13日，中國電動(dòng)汽車百人會(huì)論壇（2019）在北京釣魚臺(tái)國賓館召開，國際知名燃料電池專家、加拿大工程院院士、南科動(dòng)力核心技術(shù)專家王海江院士就國內(nèi)燃料電池產(chǎn)業(yè)規(guī)模化、產(chǎn)業(yè)化發(fā)展主題進(jìn)行了重要演講。

王海江—南科動(dòng)力核心技術(shù)專家

縱觀燃料電池的歷史發(fā)展，經(jīng)過了一個(gè)比較崎嶇的技術(shù)路線。通過持續(xù)地技術(shù)創(chuàng)新，燃料電池從核心材料、電堆到系統(tǒng)逐步滿足了商業(yè)市場的要求，在全球市場上開展應(yīng)用。我國燃料電池產(chǎn)業(yè)發(fā)展明顯提速，規(guī)�；�和產(chǎn)業(yè)化發(fā)展在即，應(yīng)該堅(jiān)持核心技術(shù)自主研發(fā)，實(shí)現(xiàn)燃料電池產(chǎn)業(yè)鏈核心關(guān)鍵環(huán)節(jié)的國產(chǎn)化。

在質(zhì)子交換膜方面，通過采用全氟磺酸膜進(jìn)行技術(shù)上的改進(jìn)，解決了影響膜壽命的關(guān)鍵因素。另外膜的制作工藝改善，可以把膜做的非常薄。然后提高機(jī)械性能，讓膜做的更薄，最后加進(jìn)去一些自由基催化劑，基本上讓膜的壽命能夠滿足現(xiàn)在商業(yè)化產(chǎn)品的需要。

在催化劑方面，用了碳載鉑以后，可以成功把催化劑10微克降到1微克這樣的數(shù)量級(jí)，然后進(jìn)一步控制催化劑的使用量。使用高比表面積的碳載鉑，性能提高，再加上高溫處理，使得催化劑的穩(wěn)定性得到了很大的提高。

在氣體擴(kuò)散層方面，南科團(tuán)隊(duì)采用的是碳紙，大概一百多微米到兩百個(gè)微米氣體擴(kuò)散層。最新的研究發(fā)現(xiàn)，如果把氣體擴(kuò)散層能夠降到一百個(gè)微米的話，燃料電池的電流可以很容易達(dá)到2．5安培到3安培的數(shù)量級(jí)，所以后面的發(fā)展很可能要朝著更薄的氣體擴(kuò)散層發(fā)展。

膜電極的技術(shù)飛躍就是CCM的創(chuàng)新，把電極涂在膜上，使得催化劑的量更容易降低，這是一個(gè)技術(shù)上的飛躍。膜電極的制作上，像巴拉德早期的技術(shù)全部是膜電極做好了以后，把封邊用硅膠全部封起來，這樣一個(gè)技術(shù)，這個(gè)過程里面有好幾分鐘的時(shí)間，所以是不利于規(guī)�；�生產(chǎn)�，F(xiàn)在這個(gè)技術(shù)基本上都是朝著規(guī)模化方向來發(fā)展。

雙極板有兩個(gè)路線，一個(gè)是金屬雙極板，一個(gè)是石墨雙極板。石墨雙極板的發(fā)展也是最早期的時(shí)候是用燒結(jié)石墨，后來這種技術(shù)基本上不用了�，F(xiàn)在用的最多的就是柔性石墨，冷沖壓，把它沖壓成雙極板。因?yàn)椴牧系南拗�，不能做的特別薄。最新的發(fā)展，以日本為代表的碳復(fù)合材料，碳復(fù)合材料是碳粉加樹脂，熱成型，這樣把石墨雙極板基本做到金屬雙極板厚薄比較接近的程度。

在系統(tǒng)上的重要進(jìn)展，就是氫氣循環(huán)泵的使用。氫氣循環(huán)泵的使用使燃料電池的壽命增加很多。大部分車用的電池都是大概在100％的加濕，我們是需要一個(gè)空氣壓縮機(jī)，把空氣的壓力提高在0．1兆帕左右這樣一個(gè)壓力，電流操作密度基本上是1－1．2安培，這是大部分燃料電池現(xiàn)有的技術(shù)狀態(tài)。

根據(jù)過去燃料電池技術(shù)的發(fā)展，王海江院士表達(dá)了對(duì)燃料電池未來發(fā)展的一些看法。其中質(zhì)子交換膜，現(xiàn)在是15微米，將來要朝更薄發(fā)展，比如10微米。膜薄了以后，電阻就會(huì)下降，水管理就會(huì)提高，很有可能薄的這個(gè)膜，外部的加濕器就不需要。另外就是陰極催化劑，希望這個(gè)載體一定要高溫處理，讓它的抗氧化性提高，這樣可以提高壽命。碳紙的發(fā)展方向，像一些巴拉德傾向于用比較薄的碳紙，比如100微米的碳紙，可以大大提高氣體擴(kuò)散的性能，以至于把電流密度可以提高到2－3安培中間。

另外一個(gè)方向，王海江院士認(rèn)為金屬雙極板是能量密度高的雙極板，石墨雙極板是長壽命的雙極板，但是只提高能量密度，不提高壽命，仍然不能作為一個(gè)產(chǎn)品來使用。相信在今后幾年里面，金屬雙極板可能會(huì)慢慢退出燃料電池產(chǎn)業(yè)化的市場。石墨雙極板會(huì)占有一定的優(yōu)勢。

王海江院士認(rèn)為在后面的發(fā)展里面，系統(tǒng)是要大的簡化。其中一個(gè)就是加濕器，很可能要去掉加濕器。另外就是材料上的發(fā)展，比如氣體擴(kuò)散就非�？�，我們在高電流的時(shí)候也不會(huì)有擴(kuò)散的影響。我們很可能在慢慢的往低壓這個(gè)方向走，在這種情況下，一些只做加濕器或者只做空壓機(jī)的公司會(huì)慢慢出局。另外一個(gè)重要的發(fā)展就是電流密度將來肯定是在2．5－3安培。

南科團(tuán)隊(duì)在過去3年成立了三家公司，這三個(gè)公司是布局從燃料電池核心材料、電堆一直到系統(tǒng)。核心材料方面，南科團(tuán)隊(duì)現(xiàn)在已經(jīng)有氣體擴(kuò)散層的生產(chǎn)設(shè)備。今年就開始規(guī)�；�的生產(chǎn)，一年產(chǎn)能是10萬平米。另外是10微米的質(zhì)子交換膜，同時(shí)也在開發(fā)催化劑。電堆的這個(gè)公司目前是膜電極的批量化生產(chǎn)，南科團(tuán)隊(duì)有30千瓦、60千瓦、90千瓦電堆的產(chǎn)品。系統(tǒng)方面，南科團(tuán)隊(duì)近期將完成45千瓦和60千瓦燃料電池系統(tǒng)的開發(fā)工作。

由于核心材料、電堆和系統(tǒng)都是自主開發(fā)，使得系統(tǒng)匹配程度高，滿足技術(shù)上的合理性與優(yōu)越性。南科產(chǎn)業(yè)化團(tuán)隊(duì)打造燃料電池的核心關(guān)鍵環(huán)節(jié)，布局從核心材料、電堆到系統(tǒng)產(chǎn)業(yè)鏈，實(shí)現(xiàn)高效率、高性能、高性價(jià)比燃料電池系統(tǒng)，推動(dòng)燃料電池規(guī)模化、產(chǎn)業(yè)化發(fā)展。