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零下40℃無損冷啟動！氫燃料電池探索綠色未來

時間:2023-08-11 08:55來源:央廣網(wǎng) 作者:陶澤文
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       氫燃料電池，是一種能高效利用氫能的發(fā)電裝置，在全球碳達(dá)峰、碳中和的可持續(xù)發(fā)展背景下，具有極大的應(yīng)用前景。遼寧大連的一家氫燃料電池生產(chǎn)企業(yè)，通過自主研發(fā)打造出具有零下40℃無損冷啟動、集成化小體積等業(yè)內(nèi)領(lǐng)先優(yōu)勢的新型產(chǎn)品，助力國家能源轉(zhuǎn)型駛?cè)刖G色發(fā)展“快車道”。
 
　　冬天用手機(jī)最擔(dān)心什么？天太冷電池?zé)o法工作手機(jī)開不了機(jī)？那么，您想過能在零下40℃無損冷啟動的氫燃料電池嗎？現(xiàn)在就有這樣一款氫燃料電池，它不僅綠色環(huán)保，續(xù)航時間也讓人驚艷，零下40℃的低溫啟動更不在話下！近日，記者來到大連，去見識了這新型超級氫燃料電池。
 
綠色技術(shù)升級
 
氫燃料電池新突破
 
　　在我國第一家燃料電池股份制企業(yè)大連新源動力的研發(fā)中心，科研人員正在實(shí)驗(yàn)室中對新型車規(guī)級大功率氫燃料電池進(jìn)行縝密的運(yùn)行測試。
新源動力研發(fā)測試中心
 
　　這一產(chǎn)品不但性能高成本低，擁有超過2萬小時的使用壽命，更能實(shí)現(xiàn)零下40℃無損冷啟動。除了這些業(yè)內(nèi)領(lǐng)先的特性外，記者注意到，與實(shí)驗(yàn)臺上擺放的前一代同規(guī)產(chǎn)品相比，新產(chǎn)品體積上有著明顯的變化。企業(yè)研發(fā)人員孫昕介紹，這款新型電池系統(tǒng)通過高集成化技術(shù)實(shí)現(xiàn)了體積上的縮小，應(yīng)用潛力巨大，極具市場競爭力。
新型氫燃料電池與系統(tǒng)
 
　　企業(yè)研發(fā)人員孫昕：新產(chǎn)品采用自增濕、低鉑、高性能膜電極匹配超薄金屬雙極板的設(shè)計(jì)，單電池厚度減少了20%，整體體積縮小大約三分之一，制造成本降低了30%。但功率提升了33%，壽命提升了100%，達(dá)到國際領(lǐng)先水平。
 
　　氫能，作為來源豐富、綠色低碳的新型能源，是我國能源結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)型和實(shí)現(xiàn)可持續(xù)發(fā)展的重要一環(huán)。氫燃料電池，是一種通過化學(xué)反應(yīng)來利用氫能的發(fā)電裝置，工作過程中只生成水，實(shí)現(xiàn)了真正意義的零排放。此外，與其他傳統(tǒng)發(fā)電方式相比，氫燃料電池具有更高的發(fā)電效率，可以達(dá)到50%以上。
氫燃料電池結(jié)構(gòu)與工作原理
 
技術(shù)“卡脖子”
 
自主研發(fā)找出路核心
 
　　氫燃料電池已成為發(fā)達(dá)國家能源產(chǎn)業(yè)中重要一環(huán)，但由于我國氫能產(chǎn)業(yè)發(fā)展相對較晚，曾經(jīng)在氫燃料電池技術(shù)上不得不受制于人。企業(yè)負(fù)責(zé)人蔣建良說，過去電池生產(chǎn)中不僅是缺乏核心技術(shù)，甚至連基本材料都要依靠進(jìn)口。
研發(fā)人員正在研討設(shè)計(jì)方案
 
　　企業(yè)負(fù)責(zé)人 蔣建良：我們企業(yè)剛成立時，國內(nèi)氫燃料電池產(chǎn)業(yè)處于荒蕪期，一片空白，當(dāng)時我們摸索造出來的電池，壽命、性能等方面和國外同類產(chǎn)品比，差距很大。在關(guān)鍵材料和部件等方面都沒有可借鑒的經(jīng)驗(yàn)，核心技術(shù)上更不得不受制于國外企業(yè)。
 
　　固守常規(guī)，只有死路一條。面對重重困阻，他們意識到，要想攻破一項(xiàng)項(xiàng)技術(shù)壁壘，必須讓自主創(chuàng)新成為企業(yè)發(fā)展的源動力。他們將曾經(jīng)以市場為主導(dǎo)的經(jīng)營方式，轉(zhuǎn)變?yōu)橐约夹g(shù)應(yīng)用+人才培養(yǎng)為一體的產(chǎn)學(xué)研融合發(fā)展模式，建立起研發(fā)中心和多個創(chuàng)新實(shí)驗(yàn)室，打造出從氫燃料電池核心零部件到控制系統(tǒng)軟硬件的完整研發(fā)體系。
新源動力實(shí)驗(yàn)室大樓
 
　　企業(yè)負(fù)責(zé)人 蔣建良：那時候，咬著牙也要開展自主研發(fā)，不惜血本的。這些年過來，自主產(chǎn)品從無到有，從有到優(yōu)。從最初功率36kW的電推到如今的200kW，低溫?zé)o輔助啟動從零下15度達(dá)到零下40℃，以及自主核心材料膜電極的問世。從技術(shù)和品質(zhì)上來說，我們和國外已經(jīng)是并駕齊驅(qū)了。
 
　　目前，在企業(yè)的260余名員工中，專業(yè)科研技術(shù)人員就有160人。通過企業(yè)開設(shè)的人才培養(yǎng)模式，先后有10多名員工由公司出資攻讀燃料電池相關(guān)專業(yè)的在職碩士、博士和博士后。
研發(fā)人員分析電池測試數(shù)據(jù)
 
　　獨(dú)行快，眾行遠(yuǎn)！與培養(yǎng)人才同步的是為行業(yè)輸入新鮮血液，在自己取得成績之后，企業(yè)將推動國家氫能產(chǎn)業(yè)發(fā)展作為職責(zé)，助力其他兄弟企業(yè)發(fā)展，這里也被全行業(yè)贊譽(yù)為“燃料電池的黃埔軍校”。
 
破除萬難
 
新型產(chǎn)品平臺火速上馬
 
　　在企業(yè)的高標(biāo)準(zhǔn)無塵車間內(nèi)，東北首條高精度燃料電池自動化生產(chǎn)線正開啟運(yùn)行。這條世界領(lǐng)先的智能全系統(tǒng)管控生產(chǎn)線，不僅能實(shí)現(xiàn)氫燃料電池核心材料膜電極的自動化批量制造，還能同時將膜電極成品繼續(xù)在流水線上進(jìn)行組合裝配，進(jìn)而完成新型燃料電池必備元件電堆的規(guī)�；a(chǎn)。
自動化生產(chǎn)線裝配區(qū)
 
　　一臺氫燃料電池是由電池電堆、控制系統(tǒng)等結(jié)構(gòu)組成，電堆是發(fā)電的關(guān)鍵部件，稱得上氫燃料電池的心臟。
 
　　企業(yè)總工程師 邢丹敏：燃料電池技術(shù)強(qiáng)不強(qiáng)，主要體現(xiàn)在電堆上。它的生產(chǎn)成本占整體的六成以上，直接關(guān)系到燃料電池的使用壽命、輸出性能、反應(yīng)效率等等，是具有決定性作用的。
自動化生產(chǎn)線膜電極生產(chǎn)區(qū)
 
　　在這里，一個個電池電堆，在機(jī)械臂、激光焊接、疊堆器等自動化生產(chǎn)設(shè)備的緊密配合下，進(jìn)行精準(zhǔn)組裝，邢丹敏告訴記者，這條全流程自動化生產(chǎn)線是由企業(yè)自主研發(fā)建造，具備年產(chǎn)1萬臺電堆的產(chǎn)能，生產(chǎn)設(shè)備和產(chǎn)出成品全部采用國產(chǎn)化的核心技術(shù)。
 
　　企業(yè)總工程師 邢丹敏：目前我們的技術(shù)水平在國內(nèi)外都處于第一梯隊(duì)，新產(chǎn)品采用的像電堆耐久性、自增濕技術(shù)等部分核心技術(shù)，甚至是領(lǐng)跑在前，這些優(yōu)勢也讓我們在業(yè)內(nèi)收獲很好的口碑，市場份額逐步增加。
 
　　這款耐低溫、高壽命、小型化的新型氫燃料電池能得到市場青睞，依托的是企業(yè)自主研發(fā)出的新型M7電池平臺。然而新平臺的研發(fā)過程并不是一帆風(fēng)順，2020年突然來襲的新冠疫情，那時正是新平臺研發(fā)的關(guān)鍵突破期。
新冠疫情時膜電極檢測車間
 
　　企業(yè)生產(chǎn)園區(qū)受疫情影響實(shí)行封閉管理，想要保證研發(fā)效率，就必須有足夠的科研人員堅(jiān)守崗位。如果研發(fā)停滯，那么前期所有努力都將付諸東流。蔣建良回憶，疫情最嚴(yán)重時，全體科研人員主動留守園區(qū)，夜以繼日地攻堅(jiān)克難。
新冠疫情時裝備組裝車間
 
　　企業(yè)負(fù)責(zé)人 蔣建良：想想那時候，吃住都在園區(qū)里，大家也都沒什么怨言，可能就是憋著一股勁，想趕緊把平臺給弄出來。研發(fā)以小組為單位，實(shí)行多組輪換上崗，是一刻都沒停。自主新平臺能夠快速上馬，真離不開每一個人，是大家的力量讓我們在核心技術(shù)上取得重大突破。
 
　　如今，作為我國專精特新“小巨人”企業(yè)的新源動力，通過堅(jiān)持不懈自主創(chuàng)新，用具有完全知識產(chǎn)權(quán)的氫燃料電池在國內(nèi)外市場拔得頭籌。作為行業(yè)首屈一指的專利明星，企業(yè)已擁有的專利數(shù)量607項(xiàng)，成為業(yè)內(nèi)唯一的國家級知識產(chǎn)權(quán)示范企業(yè)。自主系列產(chǎn)品廣泛應(yīng)用于新能源汽車，工程機(jī)械、軌道交通、船舶航空等多個領(lǐng)域，先后獲得全球新能源汽車大會前沿技術(shù)、創(chuàng)新技術(shù)獎、中國汽車工業(yè)科學(xué)技術(shù)進(jìn)步特等獎等諸多榮譽(yù)。
 
　　2022年3月《氫能產(chǎn)業(yè)發(fā)展中長期規(guī)劃（2021—2035年）》正式發(fā)布，氫能將成為我國能源的重要組成部分。隨著國家“雙碳”戰(zhàn)略的加速推進(jìn)，能源結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)型正駛?cè)肟燔嚨�，氫燃料電池產(chǎn)業(yè)的發(fā)展未來可期。
 
　　企業(yè)負(fù)責(zé)人 蔣建良：現(xiàn)在我們的氫燃料電池已經(jīng)有了非常好的技術(shù)基礎(chǔ)，全行業(yè)的發(fā)展勢頭十分強(qiáng)勁。堅(jiān)持自主創(chuàng)新至關(guān)重要，這樣才能實(shí)現(xiàn)全球引領(lǐng)。我們國家對清潔能源和可持續(xù)發(fā)展的高度重視，讓企業(yè)充滿干勁，我覺得，氫燃料電池產(chǎn)業(yè)就是綠色未來。
 
(責(zé)任編輯：子蕊)
文章標(biāo)簽： 氫燃料電池
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