1、國家政策
新能源產業是國家大力鼓勵的發展方向,國家能源局等部委指導下首部《中國氫能源及燃料電池產業白皮書》中,明確了燃料電池汽車、加氫站數量的總量目標,而且對氫能源比例、燃料電池系統產能和相關電堆及零部件產值做出規劃,燃料電池產業發展路徑更為具體和系統。與規劃數據相比,國內氫能現狀仍有一段差距,說明未來氫燃料行業仍有較大的成長空間,可預期氫燃料行業仍將保持較快的發展速度。
2、市場簡介
在電動汽車數量激增的大潮中,純電動汽車續駛里程不足問題表現突出,燃料電池作為增程器廣受歡迎;在CO2減排、空氣質量治理的政府導向下,燃料電池替代內燃發電機、替代汽車發動機的趨勢明顯;在可再生能源發電裝機容量快速增長的同時,為燃料電池制氫被認為是“棄電”的最佳解決方案。
國家出臺的《國家創新驅動發展戰略綱要》等重要文件中,明確提及要大力發展氫燃料汽車。到2030年,我國要實現氫燃料電池汽車保有量200萬輛的目標,此外,中國工程汽車學會預測到2030年,我國氫能汽車產業產值有望突破萬億元大關。
3、痛點問題
燃料電池熱潮正在興起,但關鍵技術難攻克,全球能夠商業化供應氫燃料電池質子交換膜材料的公司除了美國杜邦,再無他家。日本境內也有一家公司同樣可以生產,但這家公司拒絕對任何國家銷售該產品;另外國產燃料電池售價比國外高,國內許多單位紛紛進口燃料電池,裝車示范或生產燃料電池車。
氫燃料電池創新技術團隊研發的燃料電池是質子交換膜燃料電池,是目前國內外的研發熱點,可滿足多場合的需求。只有生產線的量產技術,才能降低成本和保證產品質量一致性。
4 、技術亮點
該項目在多年的研發成果基礎上,進行氫燃料電池及相關產品的工程化開發和小批量生產。自主研發的核心產品:燃料電池堆、燃料電池雙極板、燃料電池系統、燃料電池故障規避器和燃料電池測試儀器等。燃料電池系統面向無人機、汽車、基站等不同需求定制生產,故障規避器可為國內外燃料電池堆配套,燃料電池測試設備可滿足燃料電池科研及生產需要。項目擁有40余項知識產權,核心技術如下:
1)燃料電池堆
電堆由多片膜電極和雙極板疊加而成,其中膜電極是發電部件,雙極板是供氣、導電和冷卻的機加工部件。低成本,高功率,高密度,獨有專利。自主研發的第二代電堆通過干式金屬雙極板技術和高壓電堆密封技術實現電堆體積功率密度大幅提升,有望突破3.1kW/L。2018年該產品已在無人機領域應用。
2)雙極板
團隊從2004年開發出雙頁重力排水雙極板(2009年本田推出V-Flow)開始,陸續開發出變流道截面強排水雙極板、逆流自增濕雙極板、石墨壓鑄雙極板、金屬沖壓雙極板等,集成出質子交換膜燃料電池堆、高溫膜燃料電池堆、鋅空氣燃料電池堆等。自主設計流道,獨有專利。自主研發表面處理技術,基材選用鈦材,經特殊的表面處理,大大降低了腐蝕電流,延長壽命到5000h以上。
3)檢測平臺
燃料電池發電性能取決于膜電極,國內與國外的燃料電池最大差異在于膜電極一致性,因“短板效應”嚴重影響使用壽命和可靠性。團隊開發出一種可同步檢測多片膜電極多參數(催化劑活性面積、膜滲透電流、膜絕緣電阻、雙電層電容)技術和專用儀器,填補了國內外空白,提高了電堆性能、壽命和膜電極一致性。
4)故障規避器
故障規避器是保障燃料電池可靠運行的“法寶”,為驗證效果,讓燃料電池氫氣側出現水淹,打開故障規避器,所調控的壓力降就自動進入控制窗,燃料電池性能恢復到正常,針對燃料電池易出現水管理等故障問題,實現燃料電池無人值守,尤其對無人機、通訊基站大規模安全使用的必要保障。微電流性能恢復技術,可延長10%以上電池使用壽命。
5)鋅空燃料電池
鋅空燃料電池的最大優勢是不著火,是軍用的絕佳電源,但是一般功率密度都偏低,難超過200mW/cm2,2014年團隊開發出高功率密度鋅空燃料電池堆,功率密度達到435mW/cm2,2015年達到520mW/cm2,同時實現了燃料鋅顆粒的再生還原,為實現鋅空燃料電池產業鏈積累了很好技術。團隊重點攻關反應產物的在線濾出,不需要攜帶大量電解液,大大提升了總體能量密度,滿足汽車需求。
5、團隊優勢
項目技術和核心團隊均源自清華大學國家重點實驗室,由國家標委會燃料電池及液流電池分會委員擔任項目負責人。項目團隊經驗十分豐富,其研發項目曾多次獲得北京市科學技術獎。
在上述產品技術的研發中,投入科研經費已累計3000余萬元,包括國家863項目、國家973項目、國家自然科學基金項目、北京市科技發展項目、國際合作項目、企業合作項目、清華自主課題和重點實驗室自主課題等,形成發明專利40余項。
6、合作展望
該項目具有同行業領先技術創新優勢,現尋址建立試制和生產基地,盡快把項目的多項技術成果轉化為產品,形成批量生產和銷售,并不斷提升產品技術和換代。預計達產后收入可達數億元,納稅可達百萬元。
7、聯系方式
(請在公眾號留言獲取詳細項目信息)