□王树东

目前氢能和燃料电池还处于商业化前期阶段,性能、成本、寿命及可靠性是目前燃料电池发展中面临的重点问题。一方面要通过技术进步快速提高燃料电池产品性能,达到不同应用场景的需求;另一方面,必须通过一定规模的示范运行,才能完成产品在实际应用条件下可靠性和耐久性验证,找到并克服其中的制约因素,从而实现技术进步和成本下降。这是一个艰难持续的过程,也是实现商业化应用必须跨过去的一道坎。

燃料电池电堆的主要核心部件包括以质子交换膜、炭纸、电催化剂为核心材料制成的膜电极,以及双极板,只有掌握这些关键部件的关键技术和生产工艺,才能实现电堆及发电系统的产品迭代和成本控制。目前许多燃料电池企业只是组装电堆或者装配发电系统,核心零部件需要外购,导致成本降不下来。只有少数具有研发实力的公司具备从核心零部件到电堆及发电系统的研发、制造能力,金融和信贷资金,可以投资这些具有技术链研发实力的企业,鼓励技术突破和工艺创新,支撑产业的持续稳步发展。

同时,需要通过加大供氢基础设施的投入,扩大应用场景,为燃料电池汽车规模化示范提供条件。目前燃料电池主要在交通领域,尤其是陆路交通的商业车上被寄予厚望。如果燃料电池成本下降,再加上方便的加氢站和便宜的氢气供应,在小功率方向上,将会在乘用车上有很重要的应用前景,在大功率方向上,将在轨道交通、航空、船用和发电等方面占据领先地位。所以燃料电池技术和产业的快速发展,将为整个氢能领域的崛起起到示范和引领的作用。预计到2050年,通过氢能在终端应用、大规模可再生能源消纳、调峰调频以及化工冶金等方面的应用,可实现全球10%-20%的减排,大概相当30亿-60亿吨二氧化碳减排,同时创造2.5万亿元的年产值,以及实现3000万人的就业。

(作者系中国科学院大连化学物理研究所研究员、博士生导师、国家“863”计划先进能源领域专家组专家、中国稀土学会催化专业委员会副主任、中国科学院《燃料化学学报》编委)


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