|
加速燃料電池商業化發展,擴大氫能產業經濟效應。 新年伊始,據中汽協公布的數據顯示,2022年我國氫燃料電池汽車產銷數據達到3992輛和3789輛,較去年同比增長121.11和138.90!另據保險數據,2022年燃料電池汽車上牌量突破5000輛。喜人漲幅的背后,在示范獎勵政策的牽引下,氫燃料電池汽車正以續航里程長、加注速度快等優勢撬動國內新能源汽車產業尤其是商業車領域萬億級的藍海市場。 商用車作為一種生產工具,商業運輸公司把運輸效率和全生命周期運營成本放在首位,但雙碳目標和排放法規要求商用車走向零排放,實現綠色運輸是大勢所趨,燃料電池汽車技術的快速發展正在逐個擊破不少當下“綠色運輸”難題,如純電動商用車續航里程短、充電時間長,環境溫度適應性差等,得到來自商用車市場的廣泛關注。燃料電池汽車產業的蓬勃前景也催生了對包括質子交換膜、高壓氫瓶等關鍵技術的更高要求。 機遇與挑戰并存,以期實現燃料電池汽車商業化前景,還需不斷提高關鍵技術的商業可行性及競爭優勢。因此,我們就“質子交換膜技術助力燃料電池汽車商業化”為題采訪了燃料電池質子交換膜領導者戈爾公司W. L. Gore amp; Associates全球產品專家Simon Cleghorn,得到了全新的思考角度和洞察。
焦點1:研發階段質子交換膜如何幫助電池電堆發揮出色性能? 提問:面對高溫或潛在干燥的情況,工程師傾向于在氫燃料電池電堆中使用更薄的質子交換膜PEM,但PEM厚度減少容易導致PEM機械性能差,甚至影響整體燃料電池的使用壽命。針對這種情況,您有什么建議或經驗可以分享嗎? Simon:燃料電池電堆和系統研發工作中涉及各種因素之間的相互作用,因此十分考驗工程師全方位考量問題的能力。電池電堆里的PEM必須具備高電導率、穩定的化學性能及機械性能,以及低氣體滲透性。但普通的纖薄PEM往往會增加氣體滲透性從而降低燃料效率,同時PEM更薄也更容易發生有害自由基濃度升高的風險,從而加速化學性能衰減,縮短產品壽命。這些都是普通的纖薄PEM容易影響燃料電池使用壽命的根本原因。? [戈爾的解題之道] 戈爾采用膨體聚四氟乙烯ePTFE對質子交換膜PEM進行增強,一舉解決了這些難題。戈爾利用ePTFE、性能出眾的高聚物以及有助于對抗化學性能衰減的專有添加劑相結合,開發出增強型復合PEM技術,最終實現了低電阻、高耐用性且符合特定應用要求的產品設計。
焦點2:生產amp;商業化階段質子交換膜與其他部件相互作用的奧秘? 提問:在生產及組裝階段,同樣的部件在不同的汽車制造商生產過程中常出現不同的適應性需求,如PEM和其他部件之間的相互作用。供應商是否有不同方式可以幫助汽車制造商更順暢的實現穩定生產及開發呢? Simon:?確實,從研發轉向生產階段,非?？简灩虒τ诓考睦斫獬潭取９滩粌H需要深入了解各部件的潛在性能權衡因素,更需要精通其部件與燃料電池電堆和系統中其它部件之間可能會產生的相互作用。供應商必須具備堅實的“后備力量”,從表面科學、熱學、力學和物理表征、化學分析以及微觀結構表征方面等,才能為制造商提供最為全面可靠的幫助。 [戈爾的解題之道] 以質子交換膜為例,領先的PEM供應商應能在燃料電池中進行原位電化學分析,以確定可能因材料變化而導致的長期性能欠佳和/或功率損耗的原因。同時,PEM供應商應能隨時使用非原位總結分析工具來診斷現場返回的MEA/PEM的故障模式或機制。為此,戈爾開發了兩種建模方案,原位在燃料電池中和非原位測試方法,以便了解這些相互作用并加快產品設計。? 焦點3:量產階段關于質子交換膜PEM氫燃料電池生產供應安全 提問:當汽車制造商轉向燃料電池量產階段時,如何在提高電堆生產良率的同時降低成本? Simon: 從質子交換膜PEM供應商的角度出發,品質穩定的原材料和精密的質子交換膜涂覆技術將有助于PEM供應商盡可能減少電池之間的差異,從而確保產品的生產良率和使用壽命。 [戈爾的解題之道] 能夠生產高性能PEM且產能可滿足行業需求的供應商更是寥寥無幾。戈爾將此優勢視為取得成功的關鍵,并充分利用我們在膨體聚四氟乙烯ePTFE增強領域的技術專長和全球網絡資源,確保規?；a中的供應安全性、工藝穩定性和質量一致性。
現如今,燃料電池技術正在燃料電池乘用車領域得到有效的開發、部署和測試。多樣的燃料電池汽車類型促使質子交換膜PEM燃料電池電堆和系統在燃料電池市場中的份額高達64。 展望未來,燃料電池商業化之路任重道遠,需要繼續研發更專業的質子交換膜PEM技術來顯著提高燃料電池電堆和系統的性能及可靠性,攜手各類汽車制造商一道從容迎接氫能未來。 |
- 關注天氣:
