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國產大功率電堆創行業紀錄 驥翀氫能燃料電池金屬板電堆達到137kW

2020-06-11 14:36
來源: 粵訊

近日,國內氫燃料電池電堆解決方案供應商——驥翀氫能對外宣布,其在自主知識產權的全國產化大功率金屬板電堆開發上取得突破性進展,單堆功率達到137kW,是目前國內外燃料電池領域已知的最大金屬板單堆功率。該電堆是在驥翀氫能第一代電堆產品MH170基礎上進行優化的成果。

國產大功率電堆創行業紀錄 驥翀氫能燃料電池金屬板電堆達到137kW


圖1.電堆外形圖

據了解,作為驥翀氫能第一代電堆產品MH170的升級版,該電堆由370節單池構成,其中雙極板及膜電極等電堆部件均為國產;實測功率曲線如圖2所示,裸堆最大輸出體積比功率密度達到4.7kW/L,質量比功率密度達到4.0kW/L。

國產大功率電堆創行業紀錄 驥翀氫能燃料電池金屬板電堆達到137kW


圖2.電堆實測性能曲線

近年來,盡管氫燃料電池行業發展迅速,但受產業各環節技術瓶頸限制,當前市場上的電堆性能多集中在30kW-60kW,超過110kW的應用寥寥無幾。驥翀氫能表示,大功率單堆的開發成功,得益于以下兩個方面:

一、成體系的電堆正向設計

團隊通過成體系的電堆正向設計,在多反應要素耦合的復雜條件下保證了反應氣體、質子、電子、水、熱等的順利傳遞、分配、反應和排出。在電堆性能方面,提升了高電流密度下電堆的氣體傳質能力,降低了電池內阻,進而提升了電堆局部電化學性能、單池分布均勻性和單池間的一致性,其結果就是電堆總體性能較MH170大幅提升了30%以上。

同時,合理的結構設計降低了電堆流體阻力,進而降低了對入口空氣壓力的要求,可適合更廣泛的空壓機選型;同時也降低了對空氣增濕的要求,使電堆更適合干態操作,降低了系統匹配難度和成本。

二、成熟的高品質工藝保障

除了設計,高品質的工藝同樣重要。產品實現能力是工藝能力、裝備能力和工程師團隊實操經驗的綜合體現。在金屬板制造方面,驥翀氫能與國內最早從業、工程經驗最為豐富的金屬板激光焊接專業公司,裝備與工藝均為自主開發的深圳眾為;源自大連理工大學三束表面改性國家重點實驗室,近20年燃料電池行業經驗,我國從業最早、工程經驗最為豐富的金屬板涂層專業團隊,裝備與工藝均為自主設計的常州翊邁;及近10年燃料電池從業經驗的某沖壓公司成為戰略合作伙伴,構成了目前我國工藝經驗最豐富的燃料電池金屬板產業鏈。

此外,在電堆密封及膜電極方面,驥翀氫能的合作伙伴均處行業前列。高品質的成熟工藝,保障了關鍵部件質量,以及數百節單池之間的一致性,有助于提升電堆性能與可靠性。

在實際落地中,驥翀氫能根據不同細分市場的需求,在MH170平臺上推出四條產品線,可以滿足60kW、80kW、100kW和120kW燃料電池系統的需求,亦可根據客戶需求做定制化開發,實現電堆全功率覆蓋。

得益于金屬雙極板板電堆比功率密度高、結構強度高、低溫自啟動能力強的特點,驥翀氫能的MH170系列產品可以實現單電堆最高輸出137kW,特別適合重型卡車、碼頭拖車、牽引機車、城市清潔環保車輛等大功率的應用場景。未來隨著大眾對于氫能的認知接受度提高以及加氫站等基礎設施不斷完善,燃料電池有望進一步“上天、下海、入戶”,拓展至航空器、船舶艦艇、家庭熱電聯供、應急電源等領域。屆時量產工序少易于批產、量產成本低的金屬雙極板電堆將給更多領域的客戶帶來低成本的清潔能源解決方案。

事實上,本次MH170的優化升級距其發布僅一月有余,之所以能夠實現產品各項技術指標快速迭代升級,很大程度上得益于該團隊是一支在氫燃料電池研發行業從業二十余年的隊伍。驥翀氫能核心團隊是國內為數不多“完整經歷了車用電堆產品基礎研究、產業化和國際合作”的工程化團隊之一。創始人付宇自2001年以來先后在中科院大連化學物理研究所、新源動力暨燃料電池及氫源技術國家工程研究中心、愛德曼和上海重塑,20年持之以恒從事燃料電池電堆開發工作,有著非常深厚和豐富的技術積累與工程化經驗。

在近期國外燃料電池企業大舉進入中國市場的大背景下,擁有自主知識產權且全國產化的高性能產品突破,不僅展示了中國企業在電堆產品設計和實現能力上的最新突破,更進一步呈現了國內企業加快追趕國際一流水平的努力成果,以及行業內產品國產化程度不斷提升的趨勢。

日前,在四部委發布的《關于開展燃料電池汽車示范推廣應用的通知》(意見征求稿)中,明確提倡提升燃料電池國產自主化率、提高系統總功率。驥翀氫能表示,除了完全契合新政的指導思想,單堆功率的不斷提升,也意味著燃料電池技術可以覆蓋更多的應用場景,為氫能基礎設施的推廣拓展了潛在客戶基數;產品實用化程度的提高可以促進上下游企業的參與進而加速產業鏈整合,一定程度上助力氫能燃料電池商業化進程。

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