近日,中汽协公布了2019年3月份新能源汽车行业产销数据,其中燃料电池汽车数据增长明显,月度产销分别完成278辆和273辆,比上年同期分别增长7.2倍和135.5倍。

  在2019年《政府工作报告》首次写入氢能产业内容,《产业结构调整指导目录》把氢能及燃料电池产业等纳入鼓励类发展的情况下,氢能产业尤其是氢燃料电池汽车行业的发展尤其引人瞩目。

  但行业红火的背后却存隐忧,清华大学氢燃料电池实验室主任王诚曾表示,我国关键材料长期依赖国外,一旦国外禁售,燃料电池产业便没有了材料基础支撑。这些材料我国并非完全没有,有些实验室成果甚至已达到国际水平。但是,没有批量生产线,燃料电池产业链依然受阻。

  日前,鸿基创能科技(广州)有限公司(以下简称鸿基创能)在广州市黄埔区发布了鸿基创能HyKey1.0产品,对外宣布燃料电池膜电极实现国产化。

  @新浪南方能源频道 对鸿基创能科技董事、首席技术官叶思宇进行了专访,了解膜电极国产化的难点与痛点,看膜电极国产化的影响与发展。

鸿基创能科技董事、首席技术官叶思宇鸿基创能科技董事、首席技术官叶思宇

  人物档案  

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  叶思宇,1978年就读厦门大学化学系,1988年在厦门大学获得电化学专业博士学位,后赴德国杜伊斯堡大学和加拿大魁北克大学做博士后深造,2000年受邀加入加拿大巴拉德动力系统公司,2002年被提拔为巴拉德公司首席科学家,2018年当选加拿大国家工程院院士。

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  Q&A

  (以下 Q为新浪南方能源频道记者,A为叶思宇)

  Q:在您看来,我们为什么要实现燃料电池膜电极“国产化”?有什么作用?

  A:众所周知,燃料电池产业链非常长,各个环节都很重要。但要说到核心作用,还是燃料电池的膜电极。膜电极被称为燃料电池的“芯片”,膜电极的好与坏不仅决定了燃料电池的性能,还决定了燃料电池的寿命。

  举个例子,燃料电池的膜电极作为燃料电池的核心零部件,就像是手机或者电脑中的“芯片”,是燃料电池汽车发动机中的核心。看现在手机或电脑对芯片国产化的重视,就可以知道膜电极国产化对氢燃料电池汽车产业有多重要了。

  国外的一些企业,如加拿大的巴拉德动力系统公司,他们拥有大量的膜电极相关的专利技术,这确保了他们在燃料电池领域的领先地位。

  Q:为何我国长时间无法生产出高质量大批量的膜电极,而国外企业却可以?

  A:个人认为,这可能是因为国内企业普遍奉行这样的模式:先引进国外成熟的产品,再引入生产线,再进行模仿学习,最后才进行创新研发,试图打造出自己产品的模式。

  这是国内外企业的一大区别,因为国外企业会先研发,有了比较成熟的技术再去生产使用;国内企业则先引进使用,觉得这产品有市场了,才去投入资源研制生产。

Q:膜电极国产化到底难在哪?

  Q:膜电极国产化到底难在哪?

  A:首先是技术团队搭建不容易。膜电极的研发和生产涉及到多个跨学科领域,需要电化学、材料科学、流体力学、机械工程动等多方面的专家合作进行,单个企业要集中这么多领域的专家人才很不容易。

  而且,目前国内缺少良好的交流渠道,不同企业团队难以顺畅交流,单个研发团队的知识面相对比较窄,导致企业研发进展不利。而国内的高校、研究所虽然人才不少,但以基础研究为主。尽管也不乏一些高质量的研究成果,但到商业化还有一定的距离。更重要的是,高校、研究所与企业研发人员的沟通和交流还需要进一步完善。

  除了人才数量不足外,经验的缺乏也有影响。国内因为燃料电池的研发,特别是生产起步较晚,相关领域的人才培养也较晚,导致人员经验不足,拥有20年以上燃料电池研发经验的人员尤为稀缺。而这些经验在研发和生产膜电极等产品的过程中相当重要。

  Q:未来膜电极实现了国产化,对我国燃料电池产业有何帮助?

  A:如果能实现膜电极国产化,首先有利于完善我国氢能燃料电池产业的产业链,对氢燃料电池汽车实现国产化和商业化有着极大的推动作用。

  其次,它有很强的实际作用。要知道,任何一种新技术的研发和完善,都与该技术的使用有着紧密的联系。美国、加拿大、日本等国家所研发的燃料电池适合在某些地区使用,却不代表同样在任何的地理与气候环境下使用都非常好。如果我们一直使用引进的燃料电池技术,那我们制造出来的燃料电池产品可能始终没法在国内各个地方都发挥出最大的效用。

  如果我们有自己的燃料电池膜电极的研发和生产能力,那我们就能在国内任何地方进行试验。我们能根据北方寒冷气候、南方炎热多雨气候、西北干燥气候来研发出不同的燃料电池产品。这样不同的氢燃料电池汽车就能在当地有着更好的驾乘体验和使用寿命,这是掌握自主核心技术所带来的一大好处。

  再者,膜电极的国产化意味着我们可以自主进行产品升级迭代。我们可以收集用户的意见,在自己设计的燃料电池电堆产品的基础上,不断地升级改进。而如果产品非国产,即使我们获得了用户反馈的数据,也只能交给国外的企业去处理,那产品的升级周期会很漫长,效果也不理想,对于我们的产业进步帮助不大。

  最后,如果研发过程在国内进行,也有利培养本土的高技术人才及促进相关行业(如设备制造)发展。要知道,每一项研发都需要相关设备辅助,包括制造设备和检测设备,只有如果研发在国内进行,就就能驱动国内企业去生产这些设备,才能有效填补我国相关设备制造行业的空白,也能更好带动其它机器设备产业发展。

Q:目前鸿基创能的膜电极批量生产能力如何?

  Q:目前鸿基创能的膜电极批量生产能力如何?

  A:目前鸿基创能建立了年产超过10万平方米的质子交换膜电极生产线;如果每天三班的话,产能达到每年30万㎡,预估鸿基创能初始年产值可达6亿元至10亿元。

  Q:您长期在巴拉德工作, 并与很多国际大型企业交流,请问当前国际上的膜电极产品普遍水平如何?

  A:国际上,膜电极在氢燃料电池乘用车上能使用5000小时以上,甚至有些达到了8000小时以上的寿命;在商用车上,膜电极达到了20000小时以上的寿命。燃料电池电堆的成本可以控制在50美元/kW左右(当然成本与生产量有直接关系,需视具体生产量而定)。

Q:铂成本较高,为何国际上主流的膜电极仍以铂为主,未来仍会如此吗?

  Q:铂成本较高,为何国际上主流的膜电极仍以铂为主,未来仍会如此吗?

  A:确实,目前国际上商业化的膜电极仍以铂为主,铂作为贵金属的一大特点是损耗较低,单个燃料电池电堆的生命周期结束后,其内里的铂金属损耗非常少,还可以回收再利用。以后的发展趋势是,燃料电池膜电极中铂的载量会逐渐减少,但要完全取代它可能还有一段时间。

  Q:您在国外已经成就斐然,为何会选择回果开展膜电极国产化的事业?

  A:回来是因为我觉得国内会有一个更大的平台来施展自己的抱负。在广州,我能参加院士工作站,还有可能在相关院校任教,让我觉得自己可以在做膜电极工作以外,为燃料电池产业做出更多的事情。

  再者,我希望把自己在国外的经验带给国内的行业人员,影响更多的人,希望通过大家一起的努力,帮助国内的燃料电池产业达到国际先进水平。