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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，在全球碳達峰、碳中和的可持續(xù)發(fā)展背景下，具有極大的應用前景。遼寧大連的一家氫燃料電池生產企業(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)內領先優(yōu)勢的新型產品，助力國家能源轉型駛入綠色發(fā)展“快車道”。

 

　　冬天用手機最擔心什么？天太冷電池無法工作手機開不了機？那么，您想過能在零下40℃無損冷啟動的氫燃料電池嗎？現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，科研人員正在實驗室中對新型車規(guī)級大功率氫燃料電池進行縝密的運行測試。

新源動力研發(fā)測試中心

 

　　這一產品不但性能高成本低，擁有超過2萬小時的使用壽命，更能實現零下40℃無損冷啟動。除了這些業(yè)內領先的特性外，記者注意到，與實驗臺上擺放的前一代同規(guī)產品相比，新產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)通過高集成化技術實現了體積上的縮小，應用潛力巨大，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計，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%，達到國際領先水平。

 

　　氫能，作為來源豐富、綠色低碳的新型能源，是我國能源結構轉型和實現可持續(xù)發(fā)展的重要一環(huán)。氫燃料電池，是一種通過化學反應來利用氫能的發(fā)電裝置，工作過程中只生成水，實現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，可以達到50%以上。

氫燃料電池結構與工作原理

 

技術“卡脖子”

 

自主研發(fā)找出路核心

 

　　氫燃料電池已成為發(fā)達國家能源產業(yè)中重要一環(huán)，但由于我國氫能產業(yè)發(fā)展相對較晚，曾經在氫燃料電池技術上不得不受制于人。企業(yè)負責人蔣建良說，過去電池生產中不僅是缺乏核心技術，甚至連基本材料都要依靠進口。

研發(fā)人員正在研討設計方案

 

　　企業(yè)負責人 蔣建良：我們企業(yè)剛成立時，國內氫燃料電池產業(yè)處于荒蕪期，一片空白，當時我們摸索造出來的電池，壽命、性能等方面和國外同類產品比，差距很大。在關鍵材料和部件等方面都沒有可借鑒的經驗，核心技術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，要想攻破一項項技術壁壘，必須讓自主創(chuàng)新成為企業(yè)發(fā)展的源動力。他們將曾經以市場為主導的經營方式，轉變?yōu)橐约夹g應用+人才培養(yǎng)為一體的產學研融合發(fā)展模式，建立起研發(fā)中心和多個創(chuàng)新實驗室，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。

新源動力實驗室大樓

 

　　企業(yè)負責人 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，低溫無輔助啟動從零下15度達到零下40℃，以及自主核心材料膜電極的問世。從技術和品質上來說，我們和國外已經是并駕齊驅了。

 

　　目前，在企業(yè)的260余名員工中，專業(yè)科研技術人員就有160人。通過企業(yè)開設的人才培養(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據

 

　　獨行快，眾行遠！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)將推動國家氫能產業(yè)發(fā)展作為職責，助力其他兄弟企業(yè)發(fā)展，這里也被全行業(yè)贊譽為“燃料電池的黃埔軍校”。

 

破除萬難

 

新型產品平臺火速上馬

 

　　在企業(yè)的高標準無塵車間內，東北首條高精度燃料電池自動化生產線正開啟運行。這條世界領先的智能全系統(tǒng)管控生產線，不僅能實現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)在流水線上進行組合裝配，進而完成新型燃料電池必備元件電堆的規(guī)�；�生產。

自動化生產線裝配區(qū)

 

　　一臺氫燃料電池是由電池電堆、控制系統(tǒng)等結構組成，電堆是發(fā)電的關鍵部件，稱得上氫燃料電池的心臟。

 

　　企業(yè)總工程師 邢丹敏：燃料電池技術強不強，主要體現在電堆上。它的生產成本占整體的六成以上，直接關系到燃料電池的使用壽命、輸出性能、反應效率等等，是具有決定性作用的。

自動化生產線膜電極生產區(qū)

 

　　在這里，一個個電池電堆，在機械臂、激光焊接、疊堆器等自動化生產設備的緊密配合下，進行精準組裝，邢丹敏告訴記者，這條全流程自動化生產線是由企業(yè)自主研發(fā)建造，具備年產1萬臺電堆的產能，生產設備和產出成品全部采用國產化的核心技術。

 

　　企業(yè)總工程師 邢丹敏：目前我們的技術水平在國內外都處于第一梯隊，新產品采用的像電堆耐久性、自增濕技術等部分核心技術，甚至是領跑在前，這些優(yōu)勢也讓我們在業(yè)內收獲很好的口碑，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)過程并不是一帆風順，2020年突然來襲的新冠疫情，那時正是新平臺研發(fā)的關鍵突破期。

新冠疫情時膜電極檢測車間

 

　　企業(yè)生產園區(qū)受疫情影響實行封閉管理，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，疫情最嚴重時，全體科研人員主動留守園區(qū)，夜以繼日地攻堅克難。

新冠疫情時裝備組裝車間

 

　　企業(yè)負責人 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，通過堅持不懈自主創(chuàng)新，用具有完全知識產權的氫燃料電池在國內外市場拔得頭籌。作為行業(yè)首屈一指的專利明星，企業(yè)已擁有的專利數量607項，成為業(yè)內唯一的國家級知識產權示范企業(yè)。自主系列產品廣泛應用于新能源汽車，工程機械、軌道交通、船舶航空等多個領域，先后獲得全球新能源汽車大會前沿技術、創(chuàng)新技術獎、中國汽車工業(yè)科學技術進步特等獎等諸多榮譽。

 

　　2022年3月《氫能產業(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，能源結構轉型正駛入快車道，氫燃料電池產業(yè)的發(fā)展未來可期。

 

　　企業(yè)負責人 蔣建良：現在我們的氫燃料電池已經有了非常好的技術基礎，全行業(yè)的發(fā)展勢頭十分強勁。堅持自主創(chuàng)新至關重要，這樣才能實現全球引領。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，氫燃料電池產業(yè)就是綠色未來。