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看巴拉德 PowerCell等4家破解燃料电池降本

时间:2018-08-02 07:11:49来源:

   目前,制约燃料电池在汽车领域大规模应用的主要原因来自氢燃料制取存储技术效率不高以及燃料电池应用成本居高不下两大方面,因此解决上述两大难题就成为了推动燃料电池大规模商业化的关键。

   7月26-28日,由中国工业机械联合会主办的2018第三届中国国际氢能与燃料电池技术应用展览暨产业发展大会(CHFCE2018)在北京举行,大会吸引了包括制氢,储运氢,气体扩散层,双机板,管道门阀,氢气压缩机,检测设备,氢燃料电池系统等产业链上的海内外数十家企业参展。

   在27日下午的燃料电池专场论坛中,来自氢燃料电池,气体扩散层,膜电极等领域的海内外优秀企业嘉宾,围绕如何降低燃料电池制造和应用成本以及开拓燃料电池市场等话题发表了主题演讲。

PowerCell:燃料电池与锂电池互补共存

   瑞典PowerCell公司是一家低温质子交换膜电堆开发、制造及零售商,开发和生产世界顶级能量密度的固定和移动应用的燃料电堆和系统。在论坛中上,PowerCell亚洲区销售经理赵礼博在“电池和燃料电池之间在未来技术发展谁会成为赢者“的演讲中表示,燃料电池与(锂)电池是互补而不是竞争行为,电池既是载体又是能量转换体,这是燃料电池的缺点,而燃料电池可以提升续航里程,可以同时拥有电池和燃料电池的双重优势。

   赵礼博认为,燃料电池与锂电池各有优缺点,在不用的应用领域拥有各自的竞争优势。对此,PowerCell将针对不同应用领域设计系统性的解决方案以满足不同客户的需求。

   目前PowerCell的燃料电池产品已经广泛应用于汽车,轨道交通,船舶和商用储能等领域,近年来其燃料电池系统订单不断增长,其中中国是其重要的市场。

   2018年2月,PowerCell收到了一份来自中国客户武汉庆阳能源研究所的燃料电池堆PowerCellS2的订单,订单价值650万瑞典克朗,交货将在2018年第一季度和第二季度进行。该订单还将会同时测试PowerCell公司的液态有机氢载体LOHC技术。

巴拉德:未来三年投资6000万美元降低燃料电池成本

   巴拉德动力系统公司是一家成立于1979年的加拿大公司,是PEM燃料电池领导者。公司从1983年开始一直致力于燃料电池的开发制造,目前已经成为质子交换膜燃料电池技术的全球领导者,是世界上最大的集设计、开发、生产、销售、服务为一体的质子交换膜燃料电池企业,专注于商用市场(电信备用电源、物料搬运和工程服务)和开发阶段市场(公车、分布式发电和连续电源等领域。

   在论坛上,巴拉德商务代表于林发表了“氢能在交通领域的未来”的主题演讲。

   于林在演讲中指出,从当前有关氢能在各领域的应用情况来看,我们认为氢能在城市之间的应用应该以重型为主,特别是轨道交通和重载卡车、重载大巴将来应该以氢能为主。

   于林表示,巴拉德的燃料电池系统已经广泛应用于乘用车,卡车,大巴,叉车,轨道交通,船舶,无人机等众多领域,在全球领域的市场份额遥遥领先。截至目前,巴拉德已经已经生产了400万片的MEAS,发布了超过1000台模组,从30千瓦到80千瓦一直到200千瓦的功率范围。

   于林表示,巴拉德已经开发出全球最顶端的质子交换膜技术,巴拉德的技术从催化剂到质子交换膜到膜电极、电堆等整个垂直系统都是自己生产。

   其中,膜电极和电堆是燃料电池最核心的技术,所以巴拉德也致力于核心投资,提升科技并且降低成本,而且巴拉德承诺在未来三年将投资6000万美金,进一步降低成本。

   为了进一步降低成本和提升产品技术,巴拉德还与奥迪,西门子,ABB,广东国鸿,中国中车等企业进行合作,与上述企业积极探索燃料电池在乘用车,大巴,船舶,轨道交通等领域的应用,开发针对上述不同应用领域和燃料电池系统。

   值得注意的是,除了积极探索燃料电池的应用市场之外,降低燃料电池的制造和使用成本也是巴拉德的使命。目前巴拉德正在通过加大研发投入和提高燃料电池功率密度以及制氢技术等方式降低燃料电池制造成本和客户运营成本。

   对此,巴拉德承诺将在三年内继续投资6000万美金用于进一步降低燃料电池成本的研究。

喜马拉雅光电:燃料电池膜电极技术及产业化发展

   武汉喜马拉雅光电科技股份有限公司2008年成立于湖北武汉,是一家专业从事燃料电堆及产品相关核心零部件企业。

在论坛上,喜马拉雅光电高级工程师胡小彪发表了“燃料电池膜电极技术及产业化发展”等主题演讲。

   膜电极在燃料电池里面起到关键作用,决定了燃料电池的性能、寿命以及成本。膜电极主要由催化剂、质子交换膜、气体扩散层以及边框一体化制备而成,过程中制作的工艺一直是膜电极的核心技术。

   胡小彪表示,喜马拉雅光电研发的膜电极主要应用在车用膜电极,发电站用膜电极和电解电池用膜电极三大领域。运用过程中,主要采用风冷膜电极和水冷膜电极以及水电解膜电极运用。

   “我们这个膜电极采用了热电型封装制备方法,膜电极采用一体化封装技术,采用不同的膜电极生产工艺,同时采用跟清华相关的专利技术,利用石墨烯。”胡小彪指出,美国DOE关于燃料电池膜电极的技术目标是到2020年达到1瓦每平方厘米,寿命达到5000小时以上。结合美国能源局的相关指标,武汉喜马拉雅的膜电极性能是功率密度达到1.2瓦/平方厘米。在耐久性方面,从2015年至今,我们进行实际测试,测试时间达到了13500小时。

   与此同时,在膜电极性能改进方面,喜马拉雅光电通过改善气体扩散层,优化浆料配方等方式,实现膜电极性能等提升。

   除了提高膜电极等性能之外,如何降低膜电极的成本也是喜马拉雅光电研究的重点。

   膜电极主要由催化剂、质子膜电极以及气体扩散三个主要构建构成,目前上述关键原材料主要依赖进口导致膜电极成本较高。

   对此,喜马拉雅光电等策略是通过实现关键材料电国产化降低成本。

   在催化剂方面,公司通过跟清华大学的技术合作,在2017年底已经实现了1.2公斤/天的产量,从而降低三分之一的制造成本;同时采用的国产化的质子交换膜,成本也是大幅降低,生产周期相对缩短。

   另外,提高膜电极的生产工艺水平和生产效率,自主研发膜电极喷涂设备等方式也是降低膜电极制造成本低有效方式。

   “公司目前生产能力可达25万片,下一步计划希望产能扩大到100万片的生产线。”胡小彪如是说。

美国AvCarb:车用燃料电池气体扩散层开发

   美国AvCarb公司是北美市场燃料电池气体扩散层(GDL)的领先供应商,是巴拉德动力系统的子公司。AvCarb气体扩散系统结合了BMP专利碳纤维纸,PTFE处理及微孔涂层技术,专门用于满足PEMFC,PAFC和DMFC的特殊需求。

   在质子交换膜燃料电池中,气体扩散层主要作用是为参与反应的气体和生成的水提供传输通道、支撑催化剂。作为膜电极关键组成材料之一,其国产化突破与量产,对中国燃料电池成本降低与推广应用具有重要价值。

   在论坛上,AvCarb公司嘉宾发表了“车用燃料电池扩散层气体开发”的主题演讲。

   AvCarb公司嘉宾表示,GDL的开发要注意性能和成本,公司也一直在降低成本。2018年AvCarb差不多生产了7万多平方米的GDL,未来5年公司的目标是要将GDL的成本降低45%,而提高产能是重要的方式之一。

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