這是在科技專項(xiàng)上，2018年度科技部新發(fā)布的科技專項(xiàng)指南里，大家可以看到有這種持續(xù)的，就是之前也有，像氫能，包括新能源汽車專項(xiàng)，對(duì)氫能和燃料電池技術(shù)研發(fā)的支持，這點(diǎn)給大家列一下就好，這是2019年的指南，依然有氫能和燃料電池的支持項(xiàng)目。2018年的關(guān)鍵部件，在技術(shù)上也取得了一些顯著的提高，包括像電堆部件，中科院大連化物所，新源動(dòng)力海法了新型的電堆模塊，耐久性突破了5000小時(shí)，實(shí)際上現(xiàn)在鋰電池純電車，經(jīng)過市場的運(yùn)行，發(fā)現(xiàn)一些單位和企業(yè)有騙補(bǔ)的情況，對(duì)燃料電池車從標(biāo)準(zhǔn)和業(yè)界在這方面也有一定的考慮，包括在標(biāo)準(zhǔn)的層面也可以定，包括上海清能研發(fā)了0.85毫米的板厚，密度也超過了4kw/l。膜電極，武漢立功在0.8v情況下超過了400毫安/平方厘米，也是一個(gè)高功率的密度。催化劑，清華大學(xué)與武漢喜馬拉雅廣電科技股份有限公司共同開發(fā)催化劑，產(chǎn)量已經(jīng)達(dá)到了1200克每天的規(guī)模。

分析與展望，基于2018年燃料電池應(yīng)用市場發(fā)展的情況，展望個(gè)兩三年，大家可以看到，在政策層面主要集中在交通領(lǐng)域，但是從前面，包括毛教授講的，燃料電池不止是用于交通車輛的領(lǐng)域，當(dāng)然現(xiàn)在補(bǔ)貼大家往前看，最前面的片子，如果是大型的客貨車50萬，地方補(bǔ)貼50萬，100萬，非常有人，其他領(lǐng)域還沒有出臺(tái)特別的經(jīng)費(fèi)鼓勵(lì)政策。從工信部的新能源目錄來看，大家看到鼓勵(lì)政策里也包括小型的乘用車，但是在工信部的目錄里2018年沒有一輛小型的乘用車。工信部的專項(xiàng)，一方面是氫能，另一方面是按照新能源汽車支持的，也就是說對(duì)于燃料電池在發(fā)電，在能源，在其他領(lǐng)域的應(yīng)用目前還沒有什么支持的政策或者太明確的支持政策。也就是說，在電力能源等其他領(lǐng)域的燃料電池產(chǎn)業(yè)的應(yīng)用，就是最后能用，能賣，這方面的政策還屬于空缺，所以，我們?cè)谙乱徊揭环矫媸亲鲋F(xiàn)在有政策的春風(fēng)，我們繼續(xù)把這個(gè)產(chǎn)業(yè)往前推，把產(chǎn)業(yè)做好做大，另一方面也是不能忽視燃料電池在其他領(lǐng)域，像無人機(jī)，我們外面展會(huì)上也有，在軌道交通，甚至在船舶、發(fā)電領(lǐng)域的應(yīng)用，可能未來兩三年，這是個(gè)人的觀點(diǎn)，在能源發(fā)電，集中式發(fā)電領(lǐng)域的應(yīng)用，也許燃料電池的應(yīng)用會(huì)取得相對(duì)的突破，這是個(gè)人簡單的預(yù)測。這個(gè)就是燃料電池分會(huì)秘書處給大家做的2018年燃料電池應(yīng)用發(fā)展的報(bào)告，請(qǐng)大家多多指正，謝謝。

主持人：感謝張主任的精彩報(bào)告，中國電器工業(yè)協(xié)會(huì)燃料電池分會(huì)也是主辦方之一，一開始我們就把這樣的活動(dòng)從零到有一起把這個(gè)工作做了起來，現(xiàn)在分會(huì)也在積極推動(dòng)燃料電池的行業(yè)工作，包括剛剛張主任提到的燃料電池在電力能源領(lǐng)域的應(yīng)用，這塊工作在電器工業(yè)協(xié)會(huì)現(xiàn)在已經(jīng)有了高溫電堆的標(biāo)委會(huì)，為后面的工作打下了非常好的基礎(chǔ)。

下面有請(qǐng)新研氫能源科技有限公司CTO齊志剛先生演講，題目是新研氫能源金屬極板及電堆開發(fā)進(jìn)展。大家歡迎。

齊志剛：各位專家、各位朋友，下午好!非常榮幸有機(jī)會(huì)向大家匯報(bào)一下新研氫能源有限公司在金屬極板及電堆方面的進(jìn)展工作。

匯報(bào)幾個(gè)方面，一個(gè)是對(duì)公司進(jìn)行簡單的介紹，另外關(guān)于金屬極板以及金屬極板電堆給大家做一個(gè)簡單匯報(bào)，最關(guān)鍵的還是我們公司在這方面所做的工作。

新研氫能源科技有限公司成立于2017年5月份，我們的主要是開發(fā)、設(shè)計(jì)、制造電堆極板。北京新研創(chuàng)能科技有限公司主營業(yè)務(wù)也是極板和電堆，我們也幾個(gè)成熟的實(shí)驗(yàn)室，有單電池、5、20、40、80KW電堆測試臺(tái)，還有百挖到千瓦級(jí)空冷電堆和千瓦到百千瓦級(jí)水冷電堆。已經(jīng)獲得中關(guān)村國家自主創(chuàng)新示范區(qū)重大前沿原創(chuàng)技術(shù)成果轉(zhuǎn)化。這是我們公司的一些測試設(shè)備和生產(chǎn)加工設(shè)備，這是五個(gè)測試臺(tái)，完全由我們自己設(shè)計(jì)搭建，包括控制系統(tǒng)的軟硬件，不但節(jié)約了成本，鍛煉的隊(duì)伍，更關(guān)鍵的是我們可以嘗試不同的控制策略，這是空冷電堆金屬極板，還有大功率的電堆，還有綁帶式和模塊電堆。另外一個(gè)公司在大連，是大齡擎研科技有限公司，2017年8月在大連成立，主要是做發(fā)電系統(tǒng)和測試臺(tái)。第三個(gè)子公司是大同新研氫能源科技有限公司，是去年7月份成立的，與中通客車合作開發(fā)出了41WK燃料電池箱式物流車被工信部列入第318批公告，規(guī)劃年產(chǎn)1萬套燃料電池及其產(chǎn)品，達(dá)到年產(chǎn)一千套燃料電池，根據(jù)市場情況適時(shí)啟動(dòng)后期建設(shè)，包括加氫站、研發(fā)中心、生產(chǎn)車間，測試車間等等，同時(shí)我們?cè)诖笸M(jìn)行燃料電池物流車的示范運(yùn)營，建設(shè)大同市燃料電池測試中心和交通數(shù)據(jù)中心。

下面向大家介紹一下金屬極板的內(nèi)容。很多人認(rèn)為膜電極是最關(guān)鍵的，總說膜電極是電堆的核心部件，其實(shí)極板也是電堆里非常關(guān)鍵的部件，極板起到的功能非常多，所以介于有這么多功能做，對(duì)它的要求非常高，沒有分子水平的針眼，還有就是要具有良好的強(qiáng)度，導(dǎo)電性，導(dǎo)熱性，以及抗腐蝕性能。這是公認(rèn)的金屬極板主要技術(shù)指標(biāo)要求，腐蝕電流密度小于0.1V無，腐蝕電流密度小于0.8V，本體電導(dǎo)率大于100s/cm，極板強(qiáng)度、板重。主要的材料，常規(guī)的就是不銹鋼，這里列了一系列的優(yōu)點(diǎn)，同時(shí)也有償使其他的材料，比如鈦，它比不銹鋼輕一些，但是鈦的延展性和成本不如不銹鋼。這是我們公司開發(fā)出來的小功率空冷電堆的電堆板，上面是陰極板，下面的是陽極板，為了保證空冷電堆的散熱共嫩，怎么樣讓電堆這么大空氣量通過，空氣流道的面積要做到足夠大。你對(duì)0.1毫米的不銹鋼，要沖出1毫米的深度非常難，所以極板的延展性是非常關(guān)鍵的，我也看到一些報(bào)道，也人說我的雙極板做的怎么怎么薄，其實(shí)是水平差才做的薄，為什么，沖不了那么深，并不是優(yōu)點(diǎn)，是個(gè)缺點(diǎn)。

鍍層材料、方法、缺陷，鍍層材料有金屬，金屬化合物類，還有碳類，導(dǎo)電高分子，多層復(fù)合類。這是金屬極板，全球最常規(guī)的一種設(shè)計(jì)方式，可以看成三塊，一共是公共腔室，第二是導(dǎo)流區(qū)，第三部分就是反應(yīng)區(qū)，你要根據(jù)電堆功率的大小設(shè)計(jì)公共腔室的橫街面積，公共流體在公共腔室的壓力比較小，就可以選擇比較合適的空壓機(jī)或水泵?；钚詤^(qū)盡量做的面積達(dá)一點(diǎn)，大家知道豐田，豐田的有效面積只有38%。重點(diǎn)和難點(diǎn)，首先保證功能性的基礎(chǔ)上要增加功率面積，還要考慮可加工性，0.1毫米的不銹鋼，能不能沖出你要的深度，如果沖不出來，設(shè)計(jì)再好也沒有用。還有進(jìn)行形變的控制，耐久性和成本。難點(diǎn)就是陰極板與陽極板相互關(guān)聯(lián)，不能完全獨(dú)立。冷卻液流場由陰極流場和樣機(jī)流場決定，無法單獨(dú)設(shè)計(jì)。需要考慮板材的特性與加工難度。

國外的幾個(gè)汽車公司和歐洲公司，還有一個(gè)美國公司，以及極板的鍍層公司，國內(nèi)列了這幾家公司和大學(xué)研究所，做金屬板的單位并不多。金屬板電堆壽命能達(dá)到5000小時(shí)，但是我沒有看到過達(dá)到一萬小時(shí)的報(bào)道，不像石墨板的電堆，功率密度，豐田本田達(dá)到3.1千瓦每升，提高功率密度的方法就是幾種，一種就是使用超薄的金屬極板，全球試過最薄的就是0.08的材料，超薄的質(zhì)子交換膜，豐田使用的是10微米，國內(nèi)最薄的是18微米，使用高效的催化劑。這是豐田3D流場的示意圖，這個(gè)非常艱難，而且這種流場到底起多大的作用也很難講，因?yàn)檎f是為了能更大電流密度下運(yùn)行，但實(shí)際上不是這種流道的情況下也不是做不到這一點(diǎn)。還有提高活性面積，豐田只有38%的板子有用，降低端板的質(zhì)量和重量。提高電堆比功率重要手段，就是從段板和生產(chǎn)方式進(jìn)行。

下面介紹一下我們公司關(guān)于金屬極板的工作。這個(gè)金屬極板在真正加工之前肯定要進(jìn)行模擬仿真，如果金屬極板直接做模具，一個(gè)時(shí)間非常長，另外費(fèi)用很高，你不做事先優(yōu)化模擬仿真等于浪費(fèi)錢，所以要做一些大量的模擬仿真工作，看看兩個(gè)主要的參數(shù)，一個(gè)是在每一根流道里流速是否相近，還有就是流體的壓降是否非常相近，只有非常相近的情況下才能保證每一塊參與反應(yīng)的可能性都是一樣的，所以這是我們公司的結(jié)果。上面是大功率的水冷金屬極板，我們現(xiàn)在可以做到金屬極板的有效面積分別達(dá)到56%和64%，極板成型與焊接的成品率均達(dá)到100%，雙極板成本可為目前市場售價(jià)的1/10左右?，F(xiàn)在我不知道展廳里有沒有，一般來講一塊雙極板的售價(jià)都是200到300塊，其實(shí)完全可以降到1/10。這是一個(gè)比較典型的極化曲線，一般為了保證燃料電池的電效率，電壓不會(huì)低于0.65v，一般在0.6到0.7V選擇一個(gè)工作點(diǎn)，如果是0.69V就是0.55W，如果是0.66U就是0.66W，峰值是0.47V就是0.69W。這是40kw的點(diǎn)，這是綁帶式，整個(gè)質(zhì)量29.5，額定功率40kw，峰值功率60kw，體積是21升，峰值體積功率密度是2.9kw/L，峰值重量密度是2wk/公斤。假設(shè)用我的雙極板加上豐田的膜電極，它是10微米，國內(nèi)最薄的是18微米，電阻最少降低0.02歐，豐田膜電極性能高30mV，如果你看到額定功率達(dá)到1.1，我估計(jì)那里有很多的水分。這是電堆模塊，剛才大家看到是裸堆，這是把其他的部件封裝起來，同時(shí)實(shí)現(xiàn)防水登記IP67，封裝以后我們是用5毫米和10毫米的不銹鋼做的封裝外殼，充分考慮到在車上應(yīng)用的震動(dòng)和各種因素，所以殼體要非常結(jié)實(shí)，它的重量增加了13公斤或者44%，體積增加了13.2升，增加了63%。

我們也組裝了400片的膜電極的電堆，金屬極板和石墨板另外一個(gè)不同的地方，都是0.1毫米的板，非常薄，屬于設(shè)計(jì)不好，這個(gè)極板和膜電極會(huì)錯(cuò)位，第一點(diǎn)你要看到錯(cuò)不錯(cuò)位，如果壓下來錯(cuò)位說明有問題，如果不措施，一測試有錯(cuò)位也是有問題，我們至少?zèng)]有任何錯(cuò)位的情況，我們也不是為了這么大的千瓦設(shè)計(jì)的，我們的極板是為40kw設(shè)計(jì)的。我們又裝了一個(gè)500片的膜電極電堆，這個(gè)也沒有錯(cuò)位的現(xiàn)象，這個(gè)電堆可以達(dá)到3.4千瓦每升。我們已經(jīng)完全了首套膜電極自動(dòng)化組裝，這是兩個(gè)機(jī)械手，具有組件視覺識(shí)別，自動(dòng)上下料，自動(dòng)糾偏，自動(dòng)壓緊等功能，2臺(tái)機(jī)械手負(fù)責(zé)部件抓取。

下一步的工作就是優(yōu)化模具及極板的成型條件，優(yōu)化膜電極和極板的匹配，為60和40電堆開發(fā)新的金屬極板，并實(shí)現(xiàn)每步半自動(dòng)化或自動(dòng)化生產(chǎn)，包括成型，焊接，鍍層，封裝，簡陋和活化，最后實(shí)現(xiàn)生產(chǎn)全鏈條的自動(dòng)化或半自動(dòng)化，達(dá)到年產(chǎn)1000個(gè)40WK電堆的規(guī)模。