現(xiàn)在給大家介紹一下國際合作。荷蘭意識到國際合作對于氫能的發(fā)展非常重要,對于全球的氫能價(jià)值鏈的發(fā)展至關(guān)重要,現(xiàn)在已經(jīng)有很多企業(yè)和研究員積極地參與到幾個(gè)國際合作項(xiàng)目,主要是在歐洲的國際合作項(xiàng)目,我們也非常期待能夠與中國合作,現(xiàn)在已經(jīng)有一些正在進(jìn)行的中國合作的項(xiàng)目,同時(shí)我們也非常關(guān)注中國市場,比如2016年將第一批20GW氫能交付給了中國的消費(fèi)者和客戶,同時(shí)我們也正在開發(fā)膜電極燃料電池,同時(shí)我們也與一些電信運(yùn)營商進(jìn)行了密切合作,2019年我們將進(jìn)一步提高我們的燃料電池的數(shù)量,同時(shí)推動(dòng)PEM燃料電池在不同行業(yè)的應(yīng)用,進(jìn)一步提升產(chǎn)品的質(zhì)量和效率。在未來的幾年里,我們將會(huì)進(jìn)一步推動(dòng)國際合作,建立一些合資企業(yè),我們第一個(gè)合資企業(yè)將會(huì)在2019年第一季度投入運(yùn)營,同時(shí)我們也在尋找一些新的機(jī)遇,進(jìn)一步推動(dòng)氫能加氫行業(yè)的發(fā)展,尤其是在中國的發(fā)展,這將是未來我們的主要工作。
現(xiàn)在中國也正在尋求國際合作來加快氫能的發(fā)展,毫無疑問中國將會(huì)成為一個(gè)非常具有影響力的氫能發(fā)展的主要國家,并且也會(huì)在國外進(jìn)行一些相關(guān)的投入,所以中荷之間在氫能方面的合作可以是產(chǎn)業(yè)的,也可以是科研方面的,因?yàn)樵诤商m,在氫能開發(fā)上也有非常高端的尖端技術(shù),可以幫助中國在研發(fā)上解決一些難點(diǎn)。另一方面,中國也有非常大規(guī)模的產(chǎn)業(yè)化設(shè)施,可以幫助荷蘭更好的攜手打造綠色氫能的項(xiàng)目,這是我們未來合作潛力所在。就研發(fā)方向來看,就像我之前說過,我們可以有一些重點(diǎn)項(xiàng)目的合作,我們想要更好地發(fā)展氫能產(chǎn)業(yè)鏈,國際合作在研發(fā)上可以上升到戰(zhàn)略層面,并且降低氫能應(yīng)用的成本,來提高我們技術(shù)運(yùn)用的一些效率,從而優(yōu)化整個(gè)工業(yè)流程,包括運(yùn)用各種各樣多樣化的材料,我們可以開展一些試點(diǎn)項(xiàng)目,從而在未來提供更加綠色,更加可靠的氫能來源。所以,我們可以攜手走向氫能源的未來,我也邀請大家能夠進(jìn)一步聚焦荷蘭下一步在氫能行業(yè)的發(fā)展,看一下未來我們的合作還有哪些可能性。謝謝各位。
辛寧/主持人:謝謝Michiel Sweers先生,他剛才從三個(gè)方面介紹了荷蘭關(guān)于氫能源發(fā)展的方向,第一他講了幾個(gè)觀點(diǎn),荷蘭是非常重視能源轉(zhuǎn)型,氫能作為能源轉(zhuǎn)型非常重要的要素。第二,作為能源戰(zhàn)略,不僅僅是汽車,它是非常廣泛的。第三個(gè),就是氣候問題,這是人類共同面對的巨大問題,二氧化碳的排放,使用氫能能夠有效解決這個(gè)問題。第四,荷蘭是一個(gè)天然氣的使用大國,占總能源的40%,它有一個(gè)數(shù)據(jù),2030年要徹底把天然氣轉(zhuǎn)化,這也是非常大膽的舉措。第二關(guān)于氫能的發(fā)展提到了幾個(gè)觀點(diǎn),介紹了荷蘭目前作為第二大氫能國,他們的規(guī)劃也是非常有前瞻性的。同時(shí),對創(chuàng)新開發(fā),關(guān)于氫能的運(yùn)輸、加氫站的建設(shè)做了一個(gè)非常好的描述。第三個(gè)強(qiáng)調(diào)了國際合作,可能這也給我們在座的中國企業(yè)帶來了機(jī)會(huì),作為荷蘭這個(gè)國家,應(yīng)該說未來和中國的氫能合作的企業(yè)的發(fā)展合作,應(yīng)該說是有廣泛前景,也再一次感謝Michiel Sweers獻(xiàn)身精彩演講。
到目前為止,2019第四屆中國國際氫能與燃料電池產(chǎn)業(yè)發(fā)展大會(huì)的開幕環(huán)節(jié)致辭告一段落,下面是技術(shù)交流環(huán)節(jié),有請技術(shù)環(huán)節(jié)交流主持人,德威集團(tuán)徐先生上臺(tái)。
主持人:現(xiàn)在有請江蘇德威新材料股份有限公司白玉佳博士上臺(tái)演講。
白玉佳:各位下午好,剛剛毛教授和Michiel Sweers講了很多氫能產(chǎn)業(yè)相關(guān)的發(fā)展,也是非常振奮人心。
首先我簡單說一下環(huán)保的問題,因?yàn)榄h(huán)保是大家一直討論的問題,討論這么多年,為什么一定要到每次危機(jī)發(fā)生以后,大家才真正意識到我們該做一些什么,這是1952年美國發(fā)生酸雨的事故,四周內(nèi)一千人死亡,我們不能燒煤了。然后是大眾的一個(gè)事故,我的問題是什么時(shí)候我們可以把碳氧化合物在我們的大氣中消除掉。這是我們公司的圖,從單軌,到大型重型卡車,到中卡,中巴車,藍(lán)色的峰值已經(jīng)超過了150到200的范圍,燃料電池未來的發(fā)展方向,如果真的做到0排放,我們一定要做大功率的燃料電池的應(yīng)用。紅色是使用的平均功率,在75千瓦以上,80千瓦左右,現(xiàn)在很多燃料電池項(xiàng)目還沒有到達(dá)這個(gè)功率的范圍。
我今天通過四個(gè)方面簡單討論一下德威如何實(shí)現(xiàn)長壽命,并且是大功率的燃料電池的項(xiàng)目,如何解決燃料電池和水管理的一系列問題,首先回顧一下燃料電池的結(jié)構(gòu)。從燃料電池結(jié)構(gòu)逐漸引申到燃料電池反應(yīng)的基理,進(jìn)一步探討如何從膜電極和雙極板的角度解決燃料電池中水管理的問題。
眾所周知燃料電池是一個(gè)氫氧生成水的過程,燃料電池的結(jié)構(gòu),燃料電池是多層的結(jié)構(gòu),我們將看到燃料電池的每一層還會(huì)分很多層的結(jié)構(gòu)。燃料電池里最重要的電堆相當(dāng)于燃料電池的心臟,由雙極板和膜電極構(gòu)成的,氫氣和氧氣結(jié)合生成水,如何解決水的分布,是燃料電池達(dá)到安全穩(wěn)定運(yùn)行的關(guān)鍵點(diǎn)。這是一個(gè)膜電極,這是燃料電池中的膜電極,也是一個(gè)多孔結(jié)構(gòu),里面可能有的地方有水,有的地方?jīng)]有水,沒有水的情況下,即使在正常的操作,80度的時(shí)候也會(huì)出現(xiàn)燒穿膜電極的現(xiàn)象,就是因?yàn)槿彼?,缺水造成電阻增大,把膜電極擊穿,這是一個(gè)美國的實(shí)驗(yàn)室,結(jié)果還是非??膳碌模绻剂想姵厝彼脑?,對于燃料電池發(fā)動(dòng)機(jī)來說是一個(gè)不可逆轉(zhuǎn)的災(zāi)難后果。我們再看看多水的情況,這是多水的情況,黑色是在里面的積存的水,這個(gè)曲線怎么理解,一到四是沒有水到重度水淹的過程,從30千瓦到15千瓦,這也是一個(gè)非常可怕的后果。
這是燃料電池的圖像,我們要分幾方面解讀燃料電池水管理的問題。首先,燃料電池最重要兩個(gè)部件,一個(gè)膜電極,一個(gè)雙極板,雙極板是一個(gè)宏觀的方法論,膜電極就是從微觀角度解決燃料電池的基理。我現(xiàn)在把綠色的膜電極單獨(dú)拿出來,在膜電極里又分了很多層,催化劑,膜的層,燃料電池的電堆是發(fā)動(dòng)機(jī)的心臟,膜電極就是電堆的心臟,它是所有電化學(xué)反應(yīng)的位置,也是一個(gè)燃料電池里最薄最貴的部件,也就是說膜電極是一個(gè)非常脆弱的部件,一定要避免任何對于膜電極的損害。市面上有很多做膜電極的廠商,我拿Nafion作為例子,這個(gè)膜電極在小規(guī)模生產(chǎn)情況下占到了70%,目前中國的情況,膜電極的性能與可靠性,與世界大型企業(yè)對比還有一定差距,因?yàn)槟る姌O考慮性能和壽命的平衡,很多廠商可以做到很好的性能,但是如何實(shí)現(xiàn)膜電極的壽命,這是一個(gè)難題。這一頁用圖像形式簡述一下燃料電池的內(nèi)在反應(yīng)激勵(lì),右邊這部分是膜的圖,左右是質(zhì)子交換膜+催化劑的圖,膜的內(nèi)部也是一層層的結(jié)構(gòu),如果一個(gè)氫,一個(gè)質(zhì)子在沒有水的情況下無法通過質(zhì)子交換膜,同樣在催化劑層里,催化劑也是孔倒型的結(jié)構(gòu),最理想的是這種狀況,在催化劑的表面會(huì)有潤濕,但是不能成為最下面的情況,就是催化劑內(nèi)部全部積水,如果積水的話氫氣無法進(jìn)入催化劑的內(nèi)部通道,會(huì)造成東陽的性能損失,有可能從30千瓦變成15千瓦。還有一種情況就是低溫,上面是質(zhì)子交換膜,下面是催化劑,在低溫情況下,如果水大量存在就會(huì)結(jié)冰,結(jié)冰之后可以看到右邊的兩個(gè)圖,是結(jié)冰前后的對比,水的膨脹對膜電極造成不可逆的損傷,這比剛剛的損傷要更嚴(yán)重。
如何解決這些問題呢,現(xiàn)在普遍大家采用的方法,因?yàn)檫M(jìn)來的空氣和氫氣是干燥的,我們采用加濕器,在入口處或者通過水循環(huán)的方案增濕,如何解決水淹或者水過多的情況,大家可以采用空壓機(jī)或其他方式進(jìn)行吹掃,今天介紹德威一個(gè)特殊的多孔板技術(shù),這是普通吹掃加濕的圖,在流道里是困住的,在加濕的時(shí)候要往流道里吹氣,排濕的也是需要吹氣,一個(gè)吹濕氣,一個(gè)吹干氣。我們的多孔板技術(shù),我們的雙極板里可以使水自由通過,也就是說在每一個(gè)小的空間里,積聚的水可以穿過多孔板,水的流道可以通過這種方式把水排掉,同時(shí)因?yàn)槎嗫装謇锩婢奂舜罅康乃瑫r(shí)也起到了增濕的作用,使整個(gè)單電池的水管理,通過材料方法全部解決掉,也就是說整個(gè)燃料電池里的水是平衡的狀態(tài)。多孔板技術(shù)最早來源于UTCPOWER,2013年UTC下面分出來USFuelcall,這個(gè)綠色大巴車實(shí)現(xiàn)了單堆25000小時(shí),我們在2007年德威實(shí)現(xiàn)了50%(英文)的控股。我們在2017年拿到中國國家強(qiáng)檢的公告目錄,這是2018年的數(shù)據(jù),也是美國能源部公布的,藍(lán)色都是大巴車使用的小時(shí),平均大巴車運(yùn)營的小時(shí)數(shù)已經(jīng)超過了23000小時(shí),最高達(dá)到29000小時(shí)。因?yàn)槎嗫装寮夹g(shù)的使用,使燃料電池少了很多部件,也就是增濕和吹掃的相關(guān)的部件,我們可以通過其他比較簡便方案替換現(xiàn)有成本比較高的解決方案。
這是我們未來要做的事情,我希望同行企業(yè)都能共同攜手做的事情,首先是剛剛提到了燃料電池是膜電極和雙極板兩項(xiàng)相結(jié)合的研發(fā)工作,我們不能光只限于雙極板的流道的設(shè)計(jì),我們要從膜電極的角度,從機(jī)理的方面多多討論如何解決燃料電池水管理的問題。第二燃料電池是比較龐大的類似一個(gè)化工廠的體系,所以說如果技術(shù)路線選的有問題,那會(huì)耽誤很多時(shí)間和成本,所以我們要多多加強(qiáng)模擬計(jì)算這方面的工作,第三是加強(qiáng)燃料電池實(shí)驗(yàn)室建設(shè),包括膜電極實(shí)驗(yàn)室相關(guān)設(shè)備的布局,最后膜電極這塊成本也是相當(dāng)高,剛才提到占到70%左右,大規(guī)模的生產(chǎn)膜電極也會(huì)占到50%左右,如何加強(qiáng)膜電極的研發(fā),降低成本,也是我們工作的重點(diǎn)。說到實(shí)驗(yàn)設(shè)備,我們有很多設(shè)備,有模擬相關(guān),還有物理角度在線觀察的設(shè)備,我們要加強(qiáng)相關(guān)的實(shí)驗(yàn)室的建設(shè)。
最后是一個(gè)總結(jié),我想說,合理的水管理是解決大功率燃料電池的長壽命的關(guān)鍵。第二點(diǎn),我們德威采用的多孔板技術(shù)是通過材料角度完美解決了水管理如何在燃料電池電堆里平衡的狀況。第三點(diǎn),正是應(yīng)用了多孔板技術(shù),使德威的燃料電池的系統(tǒng)是高度集成的系統(tǒng),成本也大大優(yōu)化。第四點(diǎn),未來燃料電池測試還需要更合適的測試手段和裝備。第五,希望各個(gè)企業(yè)結(jié)合膜電極和雙極板的研發(fā),才能更好找到燃料電池未來的出路,我就演講這些,謝謝大家。
主持人:謝謝白博士的演講,技術(shù)的支撐是對整個(gè)發(fā)動(dòng)機(jī)材料是重新的認(rèn)識。接下來德威的杜總,對德威的氫能發(fā)展之路進(jìn)行精彩演講,有請杜總。