视点 | 李献国院士：燃料电池汽车应用处商业化早期，基础材料、大规模自动化制造技术是技术重点

“目前，燃料电池技术已经发展到第五代，拥有众多可能的应用场景，包括大规模长时间储能，边远无电网地区供电，备用电源、应急电源，交通运输等方面。”李献国表示，当下，燃料电池技术应用较多的是交通运输领域。他介绍，交通运输是脱碳较困难的领域，同时，市场非常庞大，现在主要用于公交车、大卡车，未来也可能大量应用于小汽车，以及航空等领域，所以未来应用将非常广泛。

在李献国看来，现阶段，燃料电池应用于汽车领域，在性能、成本、耐久性方面都已相对成熟，处于商业化应用的早期阶段，未来的发展方向是更高的能量转换效率、功率密度，更长的使用寿命，同时进一步降低成本。他指出，业内关注的主要技术重点， 一是 基础材料能够成本更低、寿命更长、性能更高； 二是 大规模自动化制造技术，使得每一个产品的成本都可以下降； 三是 燃料电池实际运行时的控制、监测、诊断、预测。

在基础材料方面， 李献国认为，存在的问题首先在于，目前催化剂的成本很高，降低铂在催化剂中的含量，以及开发非贵金属催化剂，是降低成本的主要方法。其次是电解质膜，目前大多数工作温度都在60-80摄氏度之间，但在交通运输领域应用，最佳温度可能在90-120摄氏度之间，适合这个区间的电解质膜目前还没有，所以需要开发更好的更适合在交通领域应用的电解质膜。第三是双极板，目前是以石墨双极板为主，其缺陷在于比较厚重，所以目前的方向主要是金属双极板，但金属的缺陷在于易腐蚀，腐蚀产生的离子对燃料电池存在毒化作用，所以金属双极板需要好的表面涂层，既能导电导热，还能拥有长寿命可以保护金属板，这方面还有很多工作要做。

在大规模自动化制造技术方面， 李献国介绍，日本丰田希望到2025年，燃料电池成本能够较2008年降低95%，一方面是要有更好的基础材料，另一方面就是大规模的自动化制造技术，“这两条路结合将是大幅降低成本的重要方向。”他指出，膜电极制造过程复杂，影响因素众多，给大规模自动化制造带来较大难题；同时，对于如何保证产品的可靠性、可控性、合格率，也存在较大的问题，必须要有快速的在线监测、检测的设备和方法。

对于燃料电池实际运行时的控制、监测、诊断、预测，李献国强调，为了实现“实时控制”，需要通过大数据实时获取、分析、采取合适的控制行动；同时，还要有高准确度的预测模型，实现快速计算。

来源：中国产业发展促进会氢能分会

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