国内燃料电池技术为什么基本没有成熟产品呢
在系统方面,国内燃料电池开发以车用质子交换膜燃料电池为主,已经具有系统自主开发能力且生产能力较强。以新源动力、亿华通、氟尔赛、重塑科技和国鸿重塑为代表的企业,具备年产万台燃料电池系统的批量生产能力。然而在燃料电池系统关键零部件方面,中国与国际先进水平差距较大,基本没有成熟产品。
在电堆方面,国内燃料电池电堆正在逐渐起步,电堆及产业链企业数量逐渐增长,产能量级提升,到2018年国内电堆产能超过40万千瓦。目前,国内电堆厂商主要有两类:①自主研发,以新源动力、神力科技和明天氢能为代表;②引进国外成熟电堆技术,以广东国鸿为代表,其余企业有潍柴动力、南通百应等。
在双极板方面,由于机加工石墨板成本高,复合材料双极板近年来开始走向应用,如石墨/树脂复合材料、膨胀石墨/树脂复合材料、不锈钢/石墨复合材料等。国内新源动力开发的不锈钢/石墨复合双极板电堆已经应用于上汽大通V80轻型客车上。广东国鸿引进加拿大Ballard公司膨胀石墨/树脂复合双极板生产技术,生产电堆已经装备数百辆燃料电池车。乘用车燃料电池具有高能量密度需求,金属双极板相较于石墨及复合双极板具有明显优势。金属双极板的设计及加工技术主要掌握在国外企业,国内企业尚处于小规模开发阶段,但是明天氢能科技公司正在建设年产万台级自动化生产线。
在膜电极方面,以新源动力、武汉理工新能源为代表,初步具备了不同程度的生产线,年产能在数千平方米到万平方米,但还需要开发以狭缝涂布为代表的大批量生产技术。市场上主要生产全氟磺酸膜的企业主要来自于美国、日本、加拿大及中国。我国已具备质子交换膜国产化能力,山东东岳集团质子交换膜性能出色,具备规模化生产能力。目前,东岳DF260膜厚度可做到15μm,在OCV情况下耐久性大于600小时。
在催化剂方面,海外企业领先,国内正起步。国内尚处于研究阶段的单位有两类:①国内企业,如贵研铂业。贵研铂业主营汽车尾气铂催化剂,和上汽共同研发燃料电池催化剂。②研究机构,如中国科学院大连化学物理研究所、上海交通大学、清华大学等。例如,中国科学院大连化学物理研究所制备的Pt3Pd/C合金催化剂,已应用于新源动力生产的燃料电池发动机。
在碳纸产品方面,主要由日本Toray公司等几个国际大生产商垄断,国内碳纸产品尚处于研发及小规模生产阶段。
在系统部件方面,氢气循环泵主要依赖进口,空压机还没有能够大批量生产,缺少低功耗高速无油空压机产品。
总而言之,我国在整车、系统和电堆方面均已有所布局,但零部件方面的相关企业仍较少,特别是最基本的关键材料和部件,如质子交换膜、碳纸、催化剂、空压机、氢气循环泵等;国内虽有相关企业开始介入,但与国际先进产品相比,可靠性和耐久性仍存在较大差距,大部分关键零部件及关键材料仍依赖进口。