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1、國(guó)家政策

新能源產(chǎn)業(yè)是國(guó)家大力鼓勵(lì)的發(fā)展方向，國(guó)家能源局等部委指導(dǎo)下首部《中國(guó)氫能源及燃料電池產(chǎn)業(yè)白皮書》中，明確了燃料電池汽車、加氫站數(shù)量的總量目標(biāo)，而且對(duì)氫能源比例、燃料電池系統(tǒng)產(chǎn)能和相關(guān)電堆及零部件產(chǎn)值做出規(guī)劃，燃料電池產(chǎn)業(yè)發(fā)展路徑更為具體和系統(tǒng)。與規(guī)劃數(shù)據(jù)相比，國(guó)內(nèi)氫能現(xiàn)狀仍有一段差距，說(shuō)明未來(lái)氫燃料行業(yè)仍有較大的成長(zhǎng)空間，可預(yù)期氫燃料行業(yè)仍將保持較快的發(fā)展速度。

2、市場(chǎng)簡(jiǎn)介

在電動(dòng)汽車數(shù)量激增的大潮中，純電動(dòng)汽車?yán)m(xù)駛里程不足問(wèn)題表現(xiàn)突出，燃料電池作為增程器廣受歡迎；在CO2減排、空氣質(zhì)量治理的政府導(dǎo)向下，燃料電池替代內(nèi)燃發(fā)電機(jī)、替代汽車發(fā)動(dòng)機(jī)的趨勢(shì)明顯；在可再生能源發(fā)電裝機(jī)容量快速增長(zhǎng)的同時(shí)，為燃料電池制氫被認(rèn)為是“棄電”的最佳解決方案。

國(guó)家出臺(tái)的《國(guó)家創(chuàng)新驅(qū)動(dòng)發(fā)展戰(zhàn)略綱要》等重要文件中，明確提及要大力發(fā)展氫燃料汽車。到2030年，我國(guó)要實(shí)現(xiàn)氫燃料電池汽車保有量200萬(wàn)輛的目標(biāo)，此外，中國(guó)工程汽車學(xué)會(huì)預(yù)測(cè)到2030年，我國(guó)氫能汽車產(chǎn)業(yè)產(chǎn)值有望突破萬(wàn)億元大關(guān)。

3、痛點(diǎn)問(wèn)題

燃料電池?zé)岢闭谂d起，但關(guān)鍵技術(shù)難攻克，全球能夠商業(yè)化供應(yīng)氫燃料電池質(zhì)子交換膜材料的公司除了美國(guó)杜邦，再無(wú)他家。日本境內(nèi)也有一家公司同樣可以生產(chǎn)，但這家公司拒絕對(duì)任何國(guó)家銷售該產(chǎn)品；另外國(guó)產(chǎn)燃料電池售價(jià)比國(guó)外高，國(guó)內(nèi)許多單位紛紛進(jìn)口燃料電池，裝車示范或生產(chǎn)燃料電池車。

氫燃料電池創(chuàng)新技術(shù)團(tuán)隊(duì)研發(fā)的燃料電池是質(zhì)子交換膜燃料電池，是目前國(guó)內(nèi)外的研發(fā)熱點(diǎn)，可滿足多場(chǎng)合的需求。只有生產(chǎn)線的量產(chǎn)技術(shù)，才能降低成本和保證產(chǎn)品質(zhì)量一致性。

4 、技術(shù)亮點(diǎn)

該項(xiàng)目在多年的研發(fā)成果基礎(chǔ)上，進(jìn)行氫燃料電池及相關(guān)產(chǎn)品的工程化開(kāi)發(fā)和小批量生產(chǎn)。自主研發(fā)的核心產(chǎn)品：燃料電池堆、燃料電池雙極板、燃料電池系統(tǒng)、燃料電池故障規(guī)避器和燃料電池測(cè)試儀器等。燃料電池系統(tǒng)面向無(wú)人機(jī)、汽車、基站等不同需求定制生產(chǎn)，故障規(guī)避器可為國(guó)內(nèi)外燃料電池堆配套，燃料電池測(cè)試設(shè)備可滿足燃料電池科研及生產(chǎn)需要。項(xiàng)目擁有40余項(xiàng)知識(shí)產(chǎn)權(quán)，核心技術(shù)如下：

1）燃料電池堆

電堆由多片膜電極和雙極板疊加而成，其中膜電極是發(fā)電部件，雙極板是供氣、導(dǎo)電和冷卻的機(jī)加工部件。低成本，高功率，高密度，獨(dú)有專利。自主研發(fā)的第二代電堆通過(guò)干式金屬雙極板技術(shù)和高壓電堆密封技術(shù)實(shí)現(xiàn)電堆體積功率密度大幅提升，有望突破3.1kW/L。2018年該產(chǎn)品已在無(wú)人機(jī)領(lǐng)域應(yīng)用。

2）雙極板

團(tuán)隊(duì)從2004年開(kāi)發(fā)出雙頁(yè)重力排水雙極板（2009年本田推出V-Flow）開(kāi)始，陸續(xù)開(kāi)發(fā)出變流道截面強(qiáng)排水雙極板、逆流自增濕雙極板、石墨壓鑄雙極板、金屬?zèng)_壓雙極板等，集成出質(zhì)子交換膜燃料電池堆、高溫膜燃料電池堆、鋅空氣燃料電池堆等。自主設(shè)計(jì)流道，獨(dú)有專利。自主研發(fā)表面處理技術(shù)，基材選用鈦材，經(jīng)特殊的表面處理，大大降低了腐蝕電流，延長(zhǎng)壽命到5000h以上。

3）檢測(cè)平臺(tái)

燃料電池發(fā)電性能取決于膜電極，國(guó)內(nèi)與國(guó)外的燃料電池最大差異在于膜電極一致性，因“短板效應(yīng)”嚴(yán)重影響使用壽命和可靠性。團(tuán)隊(duì)開(kāi)發(fā)出一種可同步檢測(cè)多片膜電極多參數(shù)（催化劑活性面積、膜滲透電流、膜絕緣電阻、雙電層電容）技術(shù)和專用儀器，填補(bǔ)了國(guó)內(nèi)外空白，提高了電堆性能、壽命和膜電極一致性。

4）故障規(guī)避器

故障規(guī)避器是保障燃料電池可靠運(yùn)行的“法寶”，為驗(yàn)證效果，讓燃料電池氫氣側(cè)出現(xiàn)水淹，打開(kāi)故障規(guī)避器，所調(diào)控的壓力降就自動(dòng)進(jìn)入控制窗，燃料電池性能恢復(fù)到正常，針對(duì)燃料電池易出現(xiàn)水管理等故障問(wèn)題，實(shí)現(xiàn)燃料電池?zé)o人值守，尤其對(duì)無(wú)人機(jī)、通訊基站大規(guī)模安全使用的必要保障。微電流性能恢復(fù)技術(shù)，可延長(zhǎng)10%以上電池使用壽命。

5）鋅空燃料電池

鋅空燃料電池的最大優(yōu)勢(shì)是不著火，是軍用的絕佳電源，但是一般功率密度都偏低，難超過(guò)200mW/cm2，2014年團(tuán)隊(duì)開(kāi)發(fā)出高功率密度鋅空燃料電池堆，功率密度達(dá)到435mW/cm2，2015年達(dá)到520mW/cm2，同時(shí)實(shí)現(xiàn)了燃料鋅顆粒的再生還原，為實(shí)現(xiàn)鋅空燃料電池產(chǎn)業(yè)鏈積累了很好技術(shù)。團(tuán)隊(duì)重點(diǎn)攻關(guān)反應(yīng)產(chǎn)物的在線濾出，不需要攜帶大量電解液，大大提升了總體能量密度，滿足汽車需求。

5、團(tuán)隊(duì)優(yōu)勢(shì)

項(xiàng)目技術(shù)和核心團(tuán)隊(duì)均源自清華大學(xué)國(guó)家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，由國(guó)家標(biāo)委會(huì)燃料電池及液流電池分會(huì)委員擔(dān)任項(xiàng)目負(fù)責(zé)人。項(xiàng)目團(tuán)隊(duì)經(jīng)驗(yàn)十分豐富，其研發(fā)項(xiàng)目曾多次獲得北京市科學(xué)技術(shù)獎(jiǎng)。

在上述產(chǎn)品技術(shù)的研發(fā)中，投入科研經(jīng)費(fèi)已累計(jì)3000余萬(wàn)元，包括國(guó)家863項(xiàng)目、國(guó)家973項(xiàng)目、國(guó)家自然科學(xué)基金項(xiàng)目、北京市科技發(fā)展項(xiàng)目、國(guó)際合作項(xiàng)目、企業(yè)合作項(xiàng)目、清華自主課題和重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室自主課題等，形成發(fā)明專利40余項(xiàng)。

6、合作展望

該項(xiàng)目具有同行業(yè)領(lǐng)先技術(shù)創(chuàng)新優(yōu)勢(shì)，現(xiàn)尋址建立試制和生產(chǎn)基地，盡快把項(xiàng)目的多項(xiàng)技術(shù)成果轉(zhuǎn)化為產(chǎn)品，形成批量生產(chǎn)和銷售，并不斷提升產(chǎn)品技術(shù)和換代。預(yù)計(jì)達(dá)產(chǎn)后收入可達(dá)數(shù)億元，納稅可達(dá)百萬(wàn)元。

7、聯(lián)系方式

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