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氢能汽车产业需技术、规划双驱动

作者:中国节能战略合作网  来源:中国节能战略合作网  发布时间:2019-05-26

中国节能战略合作网讯:

近几年,武汉氢能产业发展迅速,根据当地政府出台的首份氢能产业发展规划,到2025年,武汉氢能燃料电池全产业链年产值要力争突破1000亿元,成为世界级新型氢能城市。武汉理工大学作为武汉地区较早开展燃料电池相关核心技术研究的高校之一,其研发的“CCM”型膜电极在2007年就成功打入美国市场。这一产品有何亮点、优势?武汉发展氢能产业还有哪些亟待解决的问题?近日,中国能源报记者专访了武汉理工大学首席教授、武汉理工新能源有限公司创始人潘牧。

记者:膜电极是燃料电池的核心部件,武汉理工大学团队在2007年就开始批量生产出口膜电极。请问,目前这一产品在国内外的竞争优势有哪些?与国外的主要差距在哪里?

潘牧:燃料电池的电由膜电极产生,膜电极目前占燃料电池成本的30%左右,因此可以说膜电极是燃料电池的“芯片”。

早在2004年,国家科技部在“863”计划内安排武汉理工大学开展CCM(Catalyst coated Membrane,催化剂直接涂敷在膜上)型膜电极的研发,并于2006年研发成功,具有完全自主的独立知识产权。这一“CCM”型膜电极具有低贵金属用量、高电输出性能的特点,成为当前燃料电池使用标准膜电极,日本丰田公司燃料电池车里使用的也是CCM型膜电极。2006年,武汉理工大学成立武汉理工新能源有限公司,将CCM型膜电极进行成果转化。这一膜电极产品于2007年获得美国燃料电池备用电源公司的认证,并得到美国专业律师事务所关于知识产权的认定,成功打入美国市场,占据美国燃料电池备用电源用膜电极90%的市场。之后,产品又相继拓展到德国、法国、韩国等二十多个国家和地区,特别是最近两年成功在美国燃料电池物流叉车和我国燃料电池商用车上得到应用,用户累计达到近100家,累计销售膜电极100万件。

目前正在建设的大规模膜电极生产线,产能将达到400万件/年。武汉理工新能源公司和美国戈尔、英国JM等并列国际6家一流供应商之列,且具有三大特点:一是产量大,具备年产百万件膜电极产能,能满足大用户的需要;二是研发能力强,可为用户量身定制,满足各类应用场景需求;三是整合国内原材料供应链,产品具有较高的性价比。但是,由于国外车企基本上垂直整合膜电极产业链,自产自用,因此我们的产品在车用领域的应用还很不充分,特别是耐久性还有待验证。这也需要我国车企在燃料电池技术开发中尽量试用国产产品,通过实验和经验积累,提高并验证国产膜电极产品。

记者:催化剂是燃料电池的关键材料,目前,铂催化剂是最理想、也是当前唯一商业化的催化剂材料,但是价格高。针对这一问题,您和团队进行了哪些研究?成果如何?

潘牧:铂催化剂价格虽然很高,但是近年来膜电极以及燃料电池技术的进步非常大,铂金属用量已经由原来的100g铂/车降低到30g/车以下。目前我们承担了国家重点研发计划项目,争取进一步降低到10g/车的水平,这样就接近目前汽车三元尾气净化器用铂量,其成本就不成为问题了。

记者:有业内人士提出,燃料电池产业化,产学研结合非常重要。您认为,武汉在燃料电池产业化产学研结合上有哪些优势?还存在哪些待提升的地方?

潘牧:武汉有我国重要的汽车生产基地——东风汽车公司,同时武汉教育科研资源非常丰富,武汉大学、华中科技大学以及武汉理工大学是我国燃料电池技术研发和人才培养方面的重要力量,因此强强联合,为产学研结合提供了天然的优势。武汉地区这些高校十几年坚持燃料电池技术研发,这才为产学研合作奠定坚实基础,这是一条重要经验。但是燃料电池技术涉及很多学科,虽然大部分学科在武汉地区高校中都有,仍然还有一些学科优势不强,因此产学研结合不能只局限在武汉地区,应该充分利用国内和国际资源,以开放的态度加强产学研合作,这样效果会更好。

记者:2018年1月,武汉市提出建设“氢能汽车之都”的口号,您认为武汉建设“氢能汽车之都”的优势有哪些?

潘牧:武汉的优势主要是在制造产业和科教优势方面。产业基础上,有汽车骨干企业东风汽车,焦炭制氢企业宝武钢铁等,还有一批初创燃料电池技术公司。科教优势上,武汉高校众多,人才资源丰富。同时,武汉有悠久的氢能燃料电池技术开发历史,早在上世纪70年代,武汉大学查全性院士带领的团队就开展了我国早期燃料电池研究,后来武汉理工大学、东风汽车公司等相继开展燃料电池研究,并在武汉理工大学成立了湖北省燃料电池重点实验室。

因此武汉应该聚焦氢能汽车的技术开发以及核心零部件、系统、整车的制造,换句话说,就是培育氢能汽车的高端制造产业。地方政府政策扶持除了配套国家政策,对车和加氢站进行扶持的同时,更需要加大对技术开发和制造体系建设方面的政策扶持。

记者:武汉要实现氢能产业规模化发展,当前需解决哪几个主要问题?对此您有什么建议?

潘牧:武汉要实现氢能产业规模化发展,当前需解决的主要是组织问题和技术问题。组织问题方面,目前武汉氢能汽车研发单位虽然很多,互相之间也有一些合作,但是还缺乏统筹规划和领导。技术问题主要是寿命问题,目前这是制约燃料电池汽车最大的因素,因此示范验证和技术研发还有很多的工作要做,更重要的是示范验证,积累数据和经验。因此,个人建议:一要加强领导,武汉市需要建立一种领导机制,整合各类资源,统筹规划安排,推动武汉氢能产业规模化发展;二要建立技术优势,武汉市需要进一步加大在氢能汽车研发方面的投入,利用产学研结合的优势,培育氢能汽车高端制造产业。三要建设示范营运区,需要在武汉选一个合适的区域,汇集各种资源,进行合理规模的氢能汽车运行示范,支撑武汉氢能汽车技术研发。


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