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衣寶廉院士:燃料電池汽車的產(chǎn)業(yè)化是氫能應(yīng)用的突破口

作者:中國儲能網(wǎng)新聞中心 來源:氫能促進(jìn)會 發(fā)布時間:2021-11-05 瀏覽:

氫促會獲悉,“2021中國汽車產(chǎn)業(yè)發(fā)展(泰達(dá))國際論壇”近期在天津市濱海新區(qū)召開,中國工程院院士衣寶廉在會上表示,燃料電池汽車的產(chǎn)業(yè)化是氫能應(yīng)用的突破口,要堅持自主創(chuàng)新,突破卡脖子技術(shù),實現(xiàn)關(guān)鍵材料與部件的批量生產(chǎn),大幅度降低燃料電池車、加氫站建設(shè)和氫源的成本,盡快實現(xiàn)燃料電池汽車的產(chǎn)業(yè)化。

衣寶廉首先指出,在實現(xiàn)“雙碳”目標(biāo)背景下,必須大力發(fā)展可再生能源,利用可再生能源電解水制備綠氫,既可以實現(xiàn)儲能和可再生能源的再分配,又能實現(xiàn)難于脫碳領(lǐng)域(如交通、冶金、建筑等領(lǐng)域)的脫碳?!耙獙崿F(xiàn)燃料電池汽車產(chǎn)業(yè)化,必須大幅度降低燃料電池發(fā)動機的成本和氫氣成本,同時降低加氫站的建設(shè)費用?!币聦毩J(rèn)為。

在降低燃料電池電堆的成本方面,衣寶廉提出四點要求:一是提高電堆的比功率;二是實現(xiàn)關(guān)鍵材料,電催化劑、質(zhì)子交換膜、雙極板、膜電極三合一和電堆批量生產(chǎn);三是依據(jù)工況和電堆適宜的運行條件制定控制策略,確保電池系統(tǒng)的可靠性與耐久性;四是燃料電池的PEMFC典型極化曲線,它由歐姆極化、擴散極化、化學(xué)極化三部分反映出,降低這三個極化,才能夠大幅度提高燃料電池堆的比功率。

衣寶廉認(rèn)為,解決燃料電池批量生產(chǎn)問題來大幅度降低燃料電池成本,使它能夠接近鋰電池電動車成本,這樣燃料電池車就可以在重載和長途運輸車方面實現(xiàn)產(chǎn)業(yè)化。

衣寶廉指出,還需要創(chuàng)新驅(qū)動來解決燃料電池的技術(shù)發(fā)展,實現(xiàn)燃料電池乘用車和商用車的商業(yè)化?!耙环矫嬉喕姵叵到y(tǒng)和電堆結(jié)構(gòu),降低燃料電池發(fā)動成本和延長電堆壽命?!币聦毩f,“另一方面要研發(fā)高溫膜和抗毒的陽極電催化劑,降低氫氣成本?!?

有關(guān)氫源問題,衣寶廉重點介紹了SOEC電解、質(zhì)子膜電解和堿性電解三種電解水制氫方法。“我國堿水電解法是世界上售價最低的,”衣寶廉強調(diào),“大連化物所發(fā)展燃料電池的同時就開始發(fā)展電解水制氫、制訂堿水電解,進(jìn)而搞了質(zhì)子交換膜電解,現(xiàn)在已經(jīng)做到300千瓦電解槽,并與陽光電源簽訂了合作協(xié)議。”

針對長距離輸氫問題,衣寶廉建議:利用三北地區(qū)豐富的水電、風(fēng)電、太陽能發(fā)電,大力發(fā)展質(zhì)子交換膜電解水制氫,送入天然氣管網(wǎng),在需要氫氣的地方,當(dāng)氫濃度大于5%時,可采用膜分離從天然氣氫混合物中提取純氫;當(dāng)氫濃度低時,可抽取等熱值天然氣進(jìn)行重整制氫。在近海地區(qū)發(fā)展海上風(fēng)電,電解水制氫,利用氫氣管道,輸送海港,將氫液化作為商品,也可用列管車送至附近的加氫站。此外,加氫站也可以建立電解水制氫裝置和天然氣重整制氫裝置。

關(guān)于氫安全問題,衣寶廉主張要做廉價的、可靠的氫氣傳感器,同時不管是室內(nèi)和室外,在氫氣可能泄漏的地方都加上氫氣傳感器和聯(lián)動風(fēng)機。以此來確保室內(nèi)外,特別是加氫站和制氫場所的氫安全。

最后,衣寶廉總結(jié),實現(xiàn)燃料電池關(guān)鍵材料和部件的產(chǎn)業(yè)化并批量生產(chǎn),同時提高電堆的比功率就可以大幅度降低燃料電池發(fā)動機的成本,進(jìn)而降低燃料電池車的成本。

一要技術(shù)創(chuàng)新,簡化電堆結(jié)構(gòu)和電池系統(tǒng),采用超低鉑有序化電極化大幅度降低鉑用量,將燃料電池車的成本降到鋰離子電動車水平,并實現(xiàn)乘用車商業(yè)化。

二要大力發(fā)展可再生能源電解水制備綠氫,采用天然氣或純氫管網(wǎng)輸送氫氣,加氫站加的氫可降至每公斤30元以下,車的運行費用就可以和燃油車競爭。

三要實現(xiàn)氫氣壓縮機,高壓儲氫瓶和加氫機等國產(chǎn)化和批量生產(chǎn),建油、氫、電合建站,大幅度降低加氫站的建設(shè)費用,當(dāng)加氫站達(dá)到一定密度,再示范商業(yè)化乘用車。

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關(guān)鍵字:燃料電池汽車

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