日前，國家電投集團中央研究院的控股子公司——國家電投集團氫能科技發(fā)展有限公司(以下簡(jiǎn)稱(chēng)氫能公司)總師柴茂榮博士帶領(lǐng)的科研團隊，在燃料電池開(kāi)發(fā)領(lǐng)域取得重大突破。我國燃料電池正式應用進(jìn)入倒計時(shí)，氫能社會(huì )的建設序幕正緩緩拉開(kāi)。
發(fā)達國家紛紛確立氫能發(fā)展戰略
隨著(zhù)人類(lèi)社會(huì )的高速發(fā)展，如何調和環(huán)境保護與能源供應之間的矛盾，正成為人們需要解決的最迫切問(wèn)題之一。近年來(lái)，氫能作為一種清潔、高效、安全、可持續的新型能源，越來(lái)越受到重視。發(fā)達國家紛紛確立了自己的氫能發(fā)展戰略：日本明確將“推進(jìn)氫能社會(huì )”作為國家戰略;美國政府成立氫能與燃料電池辦公室，并開(kāi)始實(shí)施H2USA氫能基礎設施計劃;德國開(kāi)展Power-to-Gas(P2G)示范項目，并開(kāi)始實(shí)施H2Mobility等計劃;英國制定了 H2 Mobility Roadmap路線(xiàn)圖;歐盟則開(kāi)展燃料電池與氫能聯(lián)合項目(FCH2 JU)。
我國大力加強氫能開(kāi)發(fā)戰略布局
近年來(lái)我國也在大力加強氫能開(kāi)發(fā)戰略布局。2016年氫能產(chǎn)業(yè)正式成為《“十三五”國家戰略性新興產(chǎn)業(yè)發(fā)展規劃》8項發(fā)展任務(wù)之一，而作為氫能開(kāi)發(fā)的關(guān)鍵一環(huán)燃料電池技術(shù)的開(kāi)發(fā)和推廣尤其受到關(guān)注。另一方面，與先進(jìn)國家相比，我國燃料電池的技術(shù)水平一直相對落后，這也成為制約我國目前氫能產(chǎn)業(yè)發(fā)展的最大問(wèn)題。
國家電投集團氫能科技發(fā)展有限公司(以下簡(jiǎn)稱(chēng)氫能公司)成立于2017年，是國家電投集團中央研究院的控股子公司。成立以來(lái)，氫能公司積極貫徹落實(shí)國家能源革命戰略，依托產(chǎn)業(yè)和技術(shù)優(yōu)勢，在國家電投整體氫能戰略布局框架下，開(kāi)展以氫燃料電池為核心的氫能關(guān)鍵技術(shù)開(kāi)發(fā)與產(chǎn)業(yè)化研究。
新燃料電池具有三大優(yōu)點(diǎn)
首先，實(shí)現了燃料電池技術(shù)的自主化。過(guò)去我國燃料電池研發(fā)主要分為三種類(lèi)型：一是核心技術(shù)由國外購入;二是從不同國家購買(mǎi)零部件，再搭配以國產(chǎn)技術(shù)進(jìn)行組裝，外購產(chǎn)品率超過(guò)70%至80%;三是自主研發(fā)。其中，自主研發(fā)往往是最辛苦，進(jìn)展最慢的。此次氫能公司不但在短時(shí)間內實(shí)現了技術(shù)突破，而且研發(fā)的燃料電池堆在所有關(guān)鍵技術(shù)方面均為國產(chǎn)，包括催化劑載體、催化劑合成、擴散層制造、膜電極涂覆、流路設計 、材料開(kāi)發(fā)、成型工藝、防腐涂層與工藝、電極絕緣密封、電堆結構設計、電堆組裝工藝、電堆密封工藝、水熱平衡仿真、系統控制、空氣泵以及其它附屬設備等等，實(shí)現了燃料電池全產(chǎn)業(yè)鏈的完全自主化。
其次，對標世界最先進(jìn)水平。據介紹，此次開(kāi)發(fā)成功的燃料電池屬于第三代電堆，對標目前世界最先進(jìn)水平。以燃料電池的核心部件雙極板為例，新研制的非不銹鋼金屬雙極板無(wú)論是在厚度、導電性，還是在加工成型工藝和耐腐蝕性方面均達到了世界領(lǐng)先水平。而以此為基礎研發(fā)的燃料電池堆功率密度可大于 3.0kW/L;耐久性能推計將大于 10000hr;Pt用量可小于30g-Pt/120kW，這些數據指標均居于世界前列。
最后，具有低成本的優(yōu)勢。據介紹，由于是自主研發(fā)，此次研制的燃料電池堆還具有價(jià)格較低的優(yōu)勢，如正式投產(chǎn)，預計其成本會(huì )較國外進(jìn)口堆大幅降低。這一點(diǎn)對于燃料電池迅速進(jìn)入產(chǎn)業(yè)化階段無(wú)疑具有重要意義，未來(lái)幾年內我國自主研發(fā)的燃料電池汽車(chē)很可能將出現在我國大街小巷。
燃料電池技術(shù)突破并不偶然
氫能公司在短時(shí)間內取得燃料電池技術(shù)突破并不是偶然的，其成功一是來(lái)源國家的重視與扶植。燃料電池項目啟動(dòng)后，國家電投公司在資金、人員配置、實(shí)驗室建設、多單位統合支援等方面均予以重點(diǎn)保障，這為項目開(kāi)發(fā)迅速進(jìn)入快車(chē)道提供了良好的平臺;二是來(lái)源于高素質(zhì)科研人員的無(wú)私奉獻。據介紹，參與該項目的科研人員均來(lái)自國內重點(diǎn)大學(xué)，多具有碩士博士學(xué)歷，具有留學(xué)經(jīng)驗的也占有相當比例。為了科研項目，他們有的放棄國外優(yōu)渥的生活條件和待遇回國報效，有的在研發(fā)的關(guān)鍵時(shí)期幾天幾夜守在實(shí)驗室，有的為了科研連愛(ài)人生產(chǎn)都顧不得照顧。正是這種不計較個(gè)人得失，以國為重，以事業(yè)為重的精神為燃料電池項目在短時(shí)間內取得突破提供了保證。三是來(lái)源于確立了正確設計思路。項目小組從一開(kāi)始就確立了自主開(kāi)發(fā)，向日韓等燃料電池開(kāi)發(fā)先進(jìn)國家看齊的思路。而從以往經(jīng)驗看，我國的關(guān)鍵科研項目往往不是等來(lái)的和靠來(lái)的，都是自力更生、自主創(chuàng )新的結晶。
中國是大國，燃料電池開(kāi)發(fā)作為對國計民生具有重大影響的戰略性科研項目，在關(guān)鍵技術(shù)上既不能無(wú)所作為，又不能受制于人。只有自主創(chuàng )新，以追趕和超越國外最先進(jìn)技術(shù)為目標，才能做到真正有所作為，有所突破，這對于我國如何深化自主創(chuàng )新之路尤其具有指向和激勵意義。
