今日视点

    近年来，随着我国氢能产业的蓬勃发展，国内分析氢能产业链的文章很多，但都浮于表面，真正对我国和世界先进水平的差距进行分析的很少。

    近日，国电投氢能公司首席技术官柴茂荣接受了科技日报记者的专访。针对一些国内媒体对氢能及燃料电池技术进步的过度炒作，他说，国内的很多公司都号称能生产出燃料电池电堆，但和世界最先进的燃料电池技术相比，差距仍大。

    起了个大早，赶了个晚集

    “我国燃料电池虽起了个大早，但在关键核心材料、技术工艺和推广应用方面，还有很大差距或进步空间。”柴茂荣表示。

    我国是世界产氢大国，产量近3000万吨，绝对是世界第一。但氢气基本上都用在了石油精炼、加氢重整和合成氨、甲醇等方面，而用于燃料电池等的高纯氢气，则不到百分之一。粗氢很便宜，每公斤不到10元，但到了加氢站，则价格差不多涨了10倍。

    目前，国内氢气压缩、精制、加氢站关键设备、零配件和技术大部分都还依赖国外。氢气瓶用材料，如高强度碳纤维、密封胶、气瓶阀组等基本也依赖国外，造成成本居高不下。

    在燃料电池方面，国内人为地把燃料电池应用区分为乘用车用和商用车用，轻易地得出燃料电池只适合于重卡等商用车的结论。实际上，国外燃料电池乘用车和商用车的开发基本上是同步进行的，而燃料电池乘用车技术相对更成熟。比如丰田Mirai氢燃料电池汽车已经实现了商业化，它和同档次的电动汽车特斯拉Model S同台竞争，价格基本相当，而续航距离和安全可靠性更优。

    与国外相比至少还差一代

    我国因为到目前为止燃料电池原材料基本依赖进口，价高质次，电堆体积大、功率密度小，加速性、稳定性都严重不足，难以实现在乘用车上使用。而且，国内用峰值功率除以活性区体积计算出来的功率密度，和国外平均单电池0.65V以上在汽车运行工况下的额定功率相比，实质意义有限。至于耐久性，国外要求15年寿命，5000小时无故障，国内简单地理解成用5000小时劣化系数来计算，更是相差甚远。

    最近，某国外公司的不少电堆已经进入中国市场，很多做成系统并已在几大检测机构中测试。相比之下，同样标称130kW的电堆，体积不到国产电堆的一半，而按同样单电池0.65V计的额定功率，国产电堆功率比进口电堆至少低20%以上。“实际上，我们国产的很多电堆和世界最先进的电堆技术相比，至少还差一代以上。”柴茂荣强调。

    此外，在关键材料上，我国有很多厂家都宣传能生产。但实际上，催化剂方面，国内在耐久性能、单位铂金的发电电流MMA都有很大的差异，具体体现在担载工艺和载体选材上。贵金属颗粒大小不均匀，载位不稳定，抗反极、抗毒性差，也没有人开发高耐久性能载体；质子交换膜方面，高温拉伸强度、低加湿质子传导率、滲氢电流等主要指标和国际水平相差一个数量级。国内拿杜邦质子膜对标，但车载用高功率电堆用质子膜，国外早在十几年前就已不再使用杜邦的质子膜。还有碳纸扩散层，从导电碳纤维到抄纸到成纸工艺技术，国内也一直没有突破。

    核心材料和技术自主化才能站在产业链顶端

    车载用高功率双极板技术，也一直是我国的短板。从上一代石墨双极板到最新的无镀层钛金属双极板，有效地解决了车载用电堆双极板的轻量化、抗震强度、耐腐蚀性、大规模连续生产和生产效率的问题。我国的金属双极板的耐腐蚀性、镀膜强度、生产效率、平整性、耐久性，还有前面提到的电堆性能，都和国际先进水平相差悬殊。

    国内很多厂家都只能购买国外材料生产膜电极、电堆等，然而，国外最先进的材料难以买到，国产材料又很难达到车规级指标要求——虽然厂家不少，但大部分来自大学实验室，容易有生产经验不足、只注重几个单项指标的问题，且对一致性、稳定性和降低成本不敏感。

    柴茂荣表示，国电投正立足于国内实现材料级自主化的开发。催化剂、质子膜、碳纸、膜电极、双极板、电堆仿真设计、系统等全部核心材料和技术目前已全部实现了自主化，并建有自己的生产线。只有这样，才能站在产业链的顶端，把握整个产业的先进性，掌握产品的定价权。