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            我國燃料電池開發取得重大突破,實現全產業鏈完全自主化

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            我國燃料電池開發取得重大突破,實現全產業鏈完全自主化

            日前,國家電投集團中央研究院的控股子公司——國家電投集團氫能科技發展有限公司(以下簡稱氫能公司)總師柴茂榮博士帶領的科研團隊,在燃料電池開發領域取得重大突破。我國燃料電池正式應用進入倒計時,氫能社會的建設序幕正緩緩拉開。
             
            發達國家紛紛確立氫能發展戰略
            隨著人類社會的高速發展,如何調和環境保護與能源供應之間的矛盾,正成為人們需要解決的最迫切問題之一。近年來,氫能作為一種清潔、高效、安全、可持續的新型能源,越來越受到重視。發達國家紛紛確立了自己的氫能發展戰略:日本明確將“推進氫能社會”作為國家戰略;美國政府成立氫能與燃料電池辦公室,并開始實施H2USA氫能基礎設施計劃;德國開展Power-to-Gas(P2G)示范項目,并開始實施H2 Mobility等計劃;英國制定了H2 Mobility Roadmap路線圖;歐盟則開展燃料電池與氫能聯合項目(FCH2JU)。
             
            我國大力加強氫能開發戰略布局
            近年來我國也在大力加強氫能開發戰略布局。2016年氫能產業正式成為《“十三五”國家戰略性新興產業發展規劃》8項發展任務之一,而作為氫能開發的關鍵一環燃料電池技術的開發和推廣尤其受到關注。另一方面,與先進國家相比,我國燃料電池的技術水平一直相對落后,這也成為制約我國目前氫能產業發展的最大問題。
            國家電投集團氫能科技發展有限公司(以下簡稱氫能公司)成立于2017年,是國家電投集團中央研究院的控股子公司。成立以來,氫能公司積極貫徹落實國家能源革命戰略,依托產業和技術優勢,在國家電投整體氫能戰略布局框架下,開展以氫燃料電池為核心的氫能關鍵技術開發與產業化研究。
             
            新燃料電池具有三大優點
            首先,實現了燃料電池技術的自主化。過去我國燃料電池研發主要分為三種類型:一是核心技術由國外購入;二是從不同國家購買零部件,再搭配以國產技術進行組裝,外購產品率超過70%至80%;三是自主研發。其中,自主研發往往是最辛苦,進展最慢的。此次氫能公司不但在短時間內實現了技術突破,而且研發的燃料電池堆在所有關鍵技術方面均為國產,包括催化劑載體、催化劑合成、擴散層制造、膜電極涂覆、流路設計、材料開發、成型工藝、防腐涂層與工藝、電極絕緣密封、電堆結構設計、電堆組裝工藝、電堆密封工藝、水熱平衡仿真、系統控制、空氣泵以及其它附屬設備等等,實現了燃料電池全產業鏈的完全自主化。
            其次,對標世界最先進水平。據介紹,此次開發成功的燃料電池屬于第三代電堆,對標目前世界最先進水平。以燃料電池的核心部件雙極板為例,新研制的非不銹鋼金屬雙極板無論是在厚度、導電性,還是在加工成型工藝和耐腐蝕性方面均達到了世界領先水平。而以此為基礎研發的燃料電池堆功率密度可大于3.0kW/L;耐久性能推計將大于10000hr;Pt用量可小于30g-Pt/120kW,這些數據指標均居于世界前列。
            最后,具有低成本的優勢。據介紹,由于是自主研發,此次研制的燃料電池堆還具有價格較低的優勢,如正式投產,預計其成本會較國外進口堆大幅降低。這一點對于燃料電池迅速進入產業化階段無疑具有重要意義,未來幾年內我國自主研發的燃料電池汽車很可能將出現在我國大街小巷。
             
            燃料電池技術突破并不偶然
            氫能公司在短時間內取得燃料電池技術突破并不是偶然的,其成功一是來源國家的重視與扶植。燃料電池項目啟動后,國家電投公司在資金、人員配置、實驗室建設、多單位統合支援等方面均予以重點保障,這為項目開發迅速進入快車道提供了良好的平臺;二是來源于高素質科研人員的無私奉獻。
            據介紹,參與該項目的科研人員均來自國內重點大學,多具有碩士博士學歷,具有留學經驗的也占有相當比例。為了科研項目,他們有的放棄國外優渥的生活條件和待遇回國報效,有的在研發的關鍵時期幾天幾夜守在實驗室,有的為了科研連愛人生產都顧不得照顧。正是這種不計較個人得失,以國為重,以事業為重的精神為燃料電池項目在短時間內取得突破提供了保證。三是來源于確立了正確設計思路。
            項目小組從一開始就確立了自主開發,向日韓等燃料電池開發先進國家看齊的思路。而從以往經驗看,我國的關鍵科研項目往往不是等來的和靠來的,都是自力更生、自主創新的結晶。
            中國是大國,燃料電池開發作為對國計民生具有重大影響的戰略性科研項目,在關鍵技術上既不能無所作為,又不能受制于人。只有自主創新,以追趕和超越國外最先進技術為目標,才能做到真正有所作為,有所突破,這對于我國如何深化自主創新之路尤其具有指向和激勵意義。
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