中國(guó)儲(chǔ)能網(wǎng)訊：電堆是電化學(xué)反應(yīng)發(fā)生的場(chǎng)所，也是氫燃料電池的核心部件。助力新能源汽車大規(guī)模推廣應(yīng)用，近日上海驥翀氫能科技有限公司對(duì)外宣布，已成功研發(fā)具有自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)的全國(guó)產(chǎn)化氫燃料電池電堆MH170，該產(chǎn)品具有單堆功率高、比功率密度高、壽命與可靠性高、量產(chǎn)成本低等優(yōu)勢(shì)，可以滿足乘用車、大巴、物流車、重卡、特專車等不同車型的需求。
電堆是氫燃料電池系統(tǒng)里技術(shù)難度最高的部分，其性能如何直接關(guān)系著氫燃料電池動(dòng)力乃至整車性能的好壞。而從成本上看，電堆約占?xì)淙剂想姵叵到y(tǒng)的一半，是氫燃料電池汽車?yán)飭蝺r(jià)最高的部件。
“由于技術(shù)的高壁壘和高投入，目前全球僅有少數(shù)大型車企和相關(guān)科研院所的創(chuàng)業(yè)團(tuán)隊(duì)有專業(yè)電堆的產(chǎn)品工程開(kāi)發(fā)能力。”驥翀氫能創(chuàng)始人付宇博士介紹，國(guó)內(nèi)氫燃料電池產(chǎn)業(yè)近二十年來(lái)雖然有一定的技術(shù)積累，但發(fā)展速度較為緩慢，因此供應(yīng)鏈各環(huán)節(jié)都很匱乏，目前能提供成熟金屬板電堆工藝開(kāi)發(fā)和設(shè)備的供應(yīng)商少之又少。
以電堆的重要組件——金屬雙極板為例，因?yàn)閾碛匈|(zhì)量輕體積小、結(jié)構(gòu)強(qiáng)度高、量產(chǎn)成本低等優(yōu)勢(shì)，考慮到車輛空間限制和批量制造便利性因素，近年來(lái)燃料電池金屬雙極板電堆被國(guó)內(nèi)外車企寄予了厚望。但由于金屬在燃料電池酸性電化學(xué)環(huán)境下易腐蝕，若用耐蝕又導(dǎo)電性好的貴金屬作為金屬板的涂層，成本又難以滿足商業(yè)化應(yīng)用要求。所以，如何兼顧導(dǎo)電性、耐腐蝕性和低成本的綜合要求，成為金屬雙極板研發(fā)亟待解決的一大行業(yè)難題，也成為燃料電池金屬雙極板電堆大規(guī)模推廣應(yīng)用不可或缺的前提一個(gè)條件。
“金屬的導(dǎo)電性和耐腐蝕性是一個(gè)相矛盾的特性，僅僅有部分貴金屬可滿足性能要求，考慮到成本因素，將滿足條件的非貴金屬作為涂層，是最理想的解決方案?！备队畋硎尽?
說(shuō)起來(lái)容易做起來(lái)難。金屬板涂層對(duì)材料和工藝要求極高，豐田、本田等國(guó)際一流車企都尚未攻克此技術(shù)，受此影響目前金屬雙極板國(guó)產(chǎn)化程度也極低。明知山有虎偏向虎山行。驥翀氫能“逆行”的底氣源自多年來(lái)的積累和堅(jiān)持不懈的努力。
從2001年開(kāi)始就一直從事氫燃料電池研發(fā)的付宇，博士論文研究的正是金屬板表面涂層，此后又相繼參與了中科院大連化學(xué)物理研究所的氫燃料電池電堆科學(xué)研究與樣機(jī)開(kāi)發(fā)、新源動(dòng)力暨燃料電池及氫源技術(shù)國(guó)家工程研究中心的車用電堆產(chǎn)品工程化開(kāi)發(fā)與批量驗(yàn)證、愛(ài)德曼氫能源裝備有限公司與上海重塑能源有限公司的電堆技術(shù)國(guó)際合作與自主開(kāi)發(fā)等工作，積累了較深的材料、工藝與裝備工程經(jīng)驗(yàn)。
20年持之以恒的致力于車用燃料電池電堆研發(fā)與產(chǎn)業(yè)化工作，第一發(fā)明人專利在領(lǐng)域內(nèi)排名全國(guó)前三，如今付宇帶領(lǐng)著他的團(tuán)隊(duì)交出了一張滿意的答卷：驥翀氫能自主研發(fā)的第一代車用氫燃料電池電堆——MH170，采用超高耐蝕導(dǎo)電非貴金屬涂層技術(shù)，成功解決了制約金屬雙極板產(chǎn)業(yè)化應(yīng)用的核心技術(shù)難題。
電堆成本主要包括研發(fā)成本和材料成本兩大部分。通過(guò)自主研發(fā)和正向設(shè)計(jì)，驥翀氫能大大降低了研發(fā)成本。而在材料方面，“此前國(guó)外一些車企的金屬雙極板因?yàn)椴捎缅兘鸹蜮伜辖鸬炔牧?，成本一直居高不下，”付宇告訴記者，采用了超高耐蝕導(dǎo)電非貴金屬涂層技術(shù)的MH170，材料成本極具優(yōu)勢(shì)。此外，由于MH170電堆比功率密度高，達(dá)到同樣功率可以減少材料用量，而電堆裝配和雙極板生產(chǎn)又通過(guò)公司內(nèi)部及金屬板產(chǎn)業(yè)鏈上的戰(zhàn)略供應(yīng)商完成，因此，驥翀氫能的電堆產(chǎn)品較競(jìng)品的成本降低了近一半，而且每一代電堆成本較上一代還可進(jìn)一步降低30%-50%。
根據(jù)付宇提供的數(shù)據(jù)，以衡量汽車動(dòng)力的比功率指標(biāo)為例。目前市場(chǎng)上石墨板電堆的體積比功率通常在2kW/L以下，國(guó)產(chǎn)金屬板電堆的體積比功率在2.5-2.8kW/L，國(guó)際主流車企的電堆為3.1kW/L。驥翀氫能第一代電堆MH170達(dá)到了3.2 kW/L，在研的下一代電堆可達(dá)4.3 kW/L。這意味著什么？“同樣體積大小的電堆，MH170提供的動(dòng)力要遠(yuǎn)超過(guò)市面上常見(jiàn)的成熟電堆產(chǎn)品?！备队罱忉?。
不僅如此，該產(chǎn)品還在其他性能方面亦有著突出表現(xiàn)。比如，結(jié)構(gòu)強(qiáng)度高、低溫自啟動(dòng)能力強(qiáng)、量產(chǎn)工藝工序少?！捌噷儆诠I(yè)產(chǎn)品，適用環(huán)境具有較高的復(fù)雜性，在車載高頻振動(dòng)的路況下，結(jié)構(gòu)強(qiáng)度不高的石墨板就容易造成電堆失效。MH170在設(shè)計(jì)上和工藝上都有很高的結(jié)構(gòu)強(qiáng)度，保證了車用環(huán)境下的可靠性?！备队钆e例。
他介紹，驥翀氫能計(jì)劃今年下半年將第一代產(chǎn)品MH170推向市場(chǎng)，進(jìn)行整車的實(shí)際壽命與可靠性運(yùn)行評(píng)價(jià)，并在中試基地建成后于明年下半年量產(chǎn)，一期規(guī)劃產(chǎn)能為2000臺(tái)/年。該產(chǎn)品目前已經(jīng)和國(guó)內(nèi)兩家頭部整車廠和系統(tǒng)商形成合作。
“隨著第一代產(chǎn)品交付應(yīng)用，驥翀氫能計(jì)劃2個(gè)月后上市升級(jí)版電堆產(chǎn)品，在單堆功率和比功率密度方面有望大幅提升，以適應(yīng)更廣泛的應(yīng)用場(chǎng)景。目前驥翀研發(fā)團(tuán)隊(duì)已累計(jì)申報(bào)專利30余項(xiàng)，未來(lái)MH系列氫燃料電池電堆將率先應(yīng)用于大巴、物流車、重型卡車、特專車（垃圾車、清掃車）等，并在時(shí)機(jī)成熟時(shí)拓展乘用車市場(chǎng)，更好助力新能源汽車推廣應(yīng)用?！备队畋硎尽?
