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武汉理工潘牧:中国膜电极技术进展

时间:  2019-10-10 22:43   来源:  汽车总站网    作者:  Wren

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  氢能如皋,倾城如歌。2019年9月26日-28日,第四届国际氢能与燃料电池汽车大会(FCVC 2019)如约在“氢能小镇”江苏如皋汽车文化馆盛大启幕。本次大会聚集了来自全球氢能与燃料电池技术的开发者、燃料电池汽车制造商、氢能燃料电池领域投资者和政府政策的制定者,共有1500名嘉宾参与,111家展商带来新技术、新产品。
  
  武汉理工大学首席教授潘牧在27日分会场E——燃料电池堆和关键零部件论坛发表关于《中国膜电极技术进展》讲话,内容实录如下:
武汉理工潘牧:中国膜电极技术进展
  
  大家上午好,非常高兴。关于中国这方面的,知道一些,但没有系统的树立这些事情,所以给大家展示一下,中国在这方面长期的支持的情况是怎么一个过程,最后我这边讲一下,进展,我想一个是在科研方面,另外产业方面,产业的标准化我们都有一些进展。
  
  燃料电池是这么一个方式,我们燃料电池最前面的是材料,最后到用户,所以现在很多自新的产业就是一个汽车,我们还需要大量研究的工作,要去做这件事情,整个过程所以我最关键的东西。
  
  膜电极,我们像大家非常贵,这个群材料,看什么,所以这些加一起都是非常超过6%,在电内超过70-60%。
  
  目前我们是可以用现有的技术能够完成下来,我们希望能够做到0.125,这是国际上,包括美国都是这个指标,而且现在提了更高的指标,要做到0.1gPt/kW。现在随着产业的发展,这个还不够,但是是目前能够做到的。这个铂的用量和性能的提高不是最大的问题,最难的是在于寿命的问题,我们原来用的质子交换膜,从Nafion117开始,现在还有Gore的。这个厚度从170多微米一直降到15微米,现在Gore的刘博士还会介绍他们有更新的10微米、8微米的膜。把这个膜降得非常薄以后,我个人认为带来非常大的一个风险(我的观点不一定正确)。大家知道我们三元锂电池烧车烧了好多辆,出了好多事情,原来汽车车用电池检测中心的主任王子东(音)跟我讲,最大的问题是现在用的膜特别薄,锂电池的膜用得特别薄,越来越薄导致短路和穿孔,把这个电池烧了,带来生命和安全性的问题。
  
  我们现在也同样做减薄,也把它做得非常薄,会不会带来问题?这是我现在非常担心的。目前我们测试有一款膜,30兆帕左右的时候就开始变形了,不到40兆帕就断掉了。按照30兆帕做了计算,如果我们把这个膜缠成一条,一厘米,一瓶水都拎不起来,0.45kg。所以在这么脆弱的一个膜的情况下,你要使它的寿命要能够非常高非常安全的使用,我们技术材料这块还有很多的问题可以讨论,继续发展。我觉得对于寿命发展是一个很大的问题,是我比较担心的。
  
  科研还是任重道远,我说科研不是说到现在就结束了,但是产业这块已经等不及了,我们就不完全统计,这里已经有14家公司在做燃料电池膜电极方面的工作,其实我这部分自产自销的。像现在长城,上海的上汽的捷氢,它们都自己在做膜电极,所以不算这一些,我这个统计这个数据是小道消息,不足为据,不是发布的,但是我们也收集不到,所以大家可以看看,大概在2010年之前就已经有两家,一家是新源动力一家武汉理工新能源,现在名字叫做武汉氢电的,这两家公司在膜电极。
  
  当时很少,后来到2011年有几家,它们其实电系统跟膜电极都一起做的,到2012年开始就有专门做膜电极的公司,这膜电极公司就比较多了,到2016、2017、2019就还有新成立的膜电极公司,所以现在越来越多的投入到膜电极里面来。
  
  我可以大概在网上搜到的数据,加在一起都已经到了36万平方米,36万平方米如果按照10平方米一辆车,那么大的电堆可以做一台,我们按10平方米一台算,可以做3.6万台车。其实我们的预期是2020年是1万台车,2025年是5万台车,可能我们产业要比它快一些。
  
  这里面还有一个,长城和上汽还不算,另外还有一个更大的膜电极的生产厂家就是谁?它的电堆都用它自己的膜电极,总的来说,目前的产能来说我觉得已经是足够有点多。今天来了很多的投资,可能也需要冷静来对待这件事情,大家可以看看,可能每个人都觉得以后都是我的天下,这个市场都是我一个通吃,但这个不太可能,有这么多厂家都在这个地方,所以竞争会非常激烈。
  
  马上就变成红海,它不是一个蓝海,怎么变成红海。所以大家我估计总共100万平方米。我们武汉理工大学当时成立了一个叫做武汉理工新能源公司,2004年才承担国际上2006就成立这家公司来生产膜电极。最近把这个公司并到理工氢电这个公司,理工氢电得到了雄滔股份的投资,形成这么一个公司,并进来。
  
  现在我们公司整个全球的客户超过100个,这是全球的,各个国家几乎都有,累计销售超过了100万片,我们的也有很强的批量生产的能力。
  
  最后我再讲一下标准,因为那个产业的发展必须要有标准法规的帮助,这是国际标准体系IEC这个标准体系,我们中国有四个:
  
  第一,全国燃料电池液能电池标准委员会,电池这块儿。
  
  第二,氢能,对氢气品质这些东西做标准。
  
  第三,电动汽车车辆标准,燃料电池车里面所需要特定的一些标准,由它们来制定,它们制定实施项。
  
  第四,气瓶的标准委员会。它来负责我们气瓶的工作,所以这个我们各个标准委员会都有。
  
  为什么讲标准?膜电极这块有三个国家标准,最近我们还有一个团队标准汽车工业协会,我们现在国家把这个标准的权利下放到协会里,协会里可以制定团体标准,所以它们也制定了一个模电极的测试方法。
  
  我们有三个国家机构,这个标准是对我们国家标准的膜电极方面补充有更多的一些测试内容。
  
  举个例子,如果在中国搞膜电极的生产或膜电极的制造,还是希望大家读读中国膜电极的标准。因为有很多人来跟我说是一个膜电极,实际上不是。我们膜电极的定义是由质子膜和分别制约其两侧的气体扩散层,扩散电极或者是由抽块计涂附的膜,和分别至于两层的机体矿层通过一定工艺组合在一起的组建,我们是一个组建不是一个CTM。
  
  所以说,有的时候我去买一个涂布机回来我就会做这个膜电极,没那么简单,它需要这么多东西。总的来说,作为核心技术中国是长期支持膜电极技术开发并制定明确的目标,我们的膜电极也取得重要进展,基本性能是满足产业化的要求,还有很多需要发展的。中国现在已经有超过10多家的膜电极生产厂家,其产能来说是我们可以完全满足产业发展的需要。
  
  我们也有技术标准,我们也有保障,所以膜电极这个产业目前来说是很健康的,我们需要在技术上下大力气,产业规划上我们需要更加理性一点,最后标准会不停地发展来为我们产业的发展保驾护航,我今天的汇报就到这儿,谢谢!
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