日前，國(guó)家電投集團(tuán)中央研究院的控股子公司——國(guó)家電投集團(tuán)氫能科技發(fā)展有限公司(以下簡(jiǎn)稱氫能公司)總師柴茂榮博士帶領(lǐng)的科研團(tuán)隊(duì)，在燃料電池開發(fā)領(lǐng)域取得重大突破。我國(guó)燃料電池正式應(yīng)用進(jìn)入倒計(jì)時(shí)，氫能社會(huì)的建設(shè)序幕正緩緩拉開。
發(fā)達(dá)國(guó)家紛紛確立氫能發(fā)展戰(zhàn)略
隨著人類社會(huì)的高速發(fā)展，如何調(diào)和環(huán)境保護(hù)與能源供應(yīng)之間的矛盾，正成為人們需要解決的最迫切問題之一。近年來，氫能作為一種清潔、高效、安全、可持續(xù)的新型能源，越來越受到重視。發(fā)達(dá)國(guó)家紛紛確立了自己的氫能發(fā)展戰(zhàn)略：日本明確將“推進(jìn)氫能社會(huì)”作為國(guó)家戰(zhàn)略;美國(guó)政府成立氫能與燃料電池辦公室，并開始實(shí)施H2USA氫能基礎(chǔ)設(shè)施計(jì)劃;德國(guó)開展Power-to-Gas(P2G)示范項(xiàng)目，并開始實(shí)施H2Mobility等計(jì)劃;英國(guó)制定了 H2 Mobility Roadmap路線圖;歐盟則開展燃料電池與氫能聯(lián)合項(xiàng)目(FCH2 JU)。
我國(guó)大力加強(qiáng)氫能開發(fā)戰(zhàn)略布局
近年來我國(guó)也在大力加強(qiáng)氫能開發(fā)戰(zhàn)略布局。2016年氫能產(chǎn)業(yè)正式成為《“十三五”國(guó)家戰(zhàn)略性新興產(chǎn)業(yè)發(fā)展規(guī)劃》8項(xiàng)發(fā)展任務(wù)之一，而作為氫能開發(fā)的關(guān)鍵一環(huán)燃料電池技術(shù)的開發(fā)和推廣尤其受到關(guān)注。另一方面，與先進(jìn)國(guó)家相比，我國(guó)燃料電池的技術(shù)水平一直相對(duì)落后，這也成為制約我國(guó)目前氫能產(chǎn)業(yè)發(fā)展的最大問題。
國(guó)家電投集團(tuán)氫能科技發(fā)展有限公司(以下簡(jiǎn)稱氫能公司)成立于2017年，是國(guó)家電投集團(tuán)中央研究院的控股子公司。成立以來，氫能公司積極貫徹落實(shí)國(guó)家能源革命戰(zhàn)略，依托產(chǎn)業(yè)和技術(shù)優(yōu)勢(shì)，在國(guó)家電投整體氫能戰(zhàn)略布局框架下，開展以氫燃料電池為核心的氫能關(guān)鍵技術(shù)開發(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(xiàn)了燃料電池技術(shù)的自主化。過去我國(guó)燃料電池研發(fā)主要分為三種類型：一是核心技術(shù)由國(guó)外購(gòu)入;二是從不同國(guó)家購(gòu)買零部件，再搭配以國(guó)產(chǎn)技術(shù)進(jìn)行組裝，外購(gòu)產(chǎn)品率超過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(nèi)實(shí)現(xiàn)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(guó)產(chǎn)，包括催化劑載體、催化劑合成、擴(kuò)散層制造、膜電極涂覆、流路設(shè)計(jì) 、材料開發(fā)、成型工藝、防腐涂層與工藝、電極絕緣密封、電堆結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)、電堆組裝工藝、電堆密封工藝、水熱平衡仿真、系統(tǒng)控制、空氣泵以及其它附屬設(shè)備等等，實(shí)現(xiàn)了燃料電池全產(chǎn)業(yè)鏈的完全自主化。
其次，對(duì)標(biāo)世界最先進(jìn)水平。據(jù)介紹，此次開發(fā)成功的燃料電池屬于第三代電堆，對(duì)標(biāo)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論是在厚度、導(dǎo)電性，還是在加工成型工藝和耐腐蝕性方面均達(dá)到了世界領(lǐng)先水平。而以此為基礎(chǔ)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(jì)將大于 10000hr;Pt用量可小于30g-Pt/120kW，這些數(shù)據(jù)指標(biāo)均居于世界前列。
最后，具有低成本的優(yōu)勢(shì)。據(jù)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(shì)，如正式投產(chǎn)，預(yù)計(jì)其成本會(huì)較國(guó)外進(jìn)口堆大幅降低。這一點(diǎn)對(duì)于燃料電池迅速進(jìn)入產(chǎn)業(yè)化階段無疑具有重要意義，未來幾年內(nèi)我國(guó)自主研發(fā)的燃料電池汽車很可能將出現(xiàn)在我國(guó)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(nèi)取得燃料電池技術(shù)突破并不是偶然的，其成功一是來源國(guó)家的重視與扶植。燃料電池項(xiàng)目啟動(dòng)后，國(guó)家電投公司在資金、人員配置、實(shí)驗(yàn)室建設(shè)、多單位統(tǒng)合支援等方面均予以重點(diǎn)保障，這為項(xiàng)目開發(fā)迅速進(jìn)入快車道提供了良好的平臺(tái);二是來源于高素質(zhì)科研人員的無私奉獻(xiàn)。據(jù)介紹，參與該項(xiàng)目的科研人員均來自國(guó)內(nèi)重點(diǎn)大學(xué)，多具有碩士博士學(xué)歷，具有留學(xué)經(jīng)驗(yàn)的也占有相當(dāng)比例。為了科研項(xiàng)目，他們有的放棄國(guó)外優(yōu)渥的生活條件和待遇回國(guó)報(bào)效，有的在研發(fā)的關(guān)鍵時(shí)期幾天幾夜守在實(shí)驗(yàn)室，有的為了科研連愛人生產(chǎn)都顧不得照顧。正是這種不計(jì)較個(gè)人得失，以國(guó)為重，以事業(yè)為重的精神為燃料電池項(xiàng)目在短時(shí)間內(nèi)取得突破提供了保證。三是來源于確立了正確設(shè)計(jì)思路。項(xiàng)目小組從一開始就確立了自主開發(fā)，向日韓等燃料電池開發(fā)先進(jìn)國(guó)家看齊的思路。而從以往經(jīng)驗(yàn)看，我國(guó)的關(guān)鍵科研項(xiàng)目往往不是等來的和靠來的，都是自力更生、自主創(chuàng)新的結(jié)晶。
中國(guó)是大國(guó)，燃料電池開發(fā)作為對(duì)國(guó)計(jì)民生具有重大影響的戰(zhàn)略性科研項(xiàng)目，在關(guān)鍵技術(shù)上既不能無所作為，又不能受制于人。只有自主創(chuàng)新，以追趕和超越國(guó)外最先進(jìn)技術(shù)為目標(biāo)，才能做到真正有所作為，有所突破，這對(duì)于我國(guó)如何深化自主創(chuàng)新之路尤其具有指向和激勵(lì)意義。
