【“ZiDongHua”之自動(dòng)化科技觀察：燃料電池的自動(dòng)化制造】李獻(xiàn)國：對(duì)于燃料電池實(shí)際運(yùn)行時(shí)的控制、監(jiān)測、診斷、預(yù)測，為了實(shí)現(xiàn)“實(shí)時(shí)控制”，需要通過大數(shù)據(jù)實(shí)時(shí)獲取、分析、采取合適的控制行動(dòng)；同時(shí)，還要有高準(zhǔn)確度的預(yù)測模型，實(shí)現(xiàn)快速計(jì)算。

李獻(xiàn)國院士：燃料電池汽車應(yīng)用處商業(yè)化早期，基礎(chǔ)材料、大規(guī)模自動(dòng)化制造技術(shù)是技術(shù)重點(diǎn)

9月18日，由據(jù)中國產(chǎn)業(yè)發(fā)展促進(jìn)會(huì)氫能分會(huì)與北京市未來科學(xué)城管委會(huì)共同主辦的2022全球能源轉(zhuǎn)型高層論壇“能源谷氫能機(jī)遇與發(fā)展”分論壇在京召開。加拿大工程院院士、國際氫能協(xié)會(huì)燃料電池分會(huì)主席李獻(xiàn)國在會(huì)上指出，氫能是我國實(shí)現(xiàn)2030年碳達(dá)峰、2060年碳中和必不可少的能源。

“目前，燃料電池技術(shù)已經(jīng)發(fā)展到第五代，擁有眾多可能的應(yīng)用場景，包括大規(guī)模長時(shí)間儲(chǔ)能，邊遠(yuǎn)無電網(wǎng)地區(qū)供電，備用電源、應(yīng)急電源，交通運(yùn)輸?shù)确矫妗?rdquo;李獻(xiàn)國表示，當(dāng)下，燃料電池技術(shù)應(yīng)用較多的是交通運(yùn)輸領(lǐng)域。他介紹，交通運(yùn)輸是脫碳較困難的領(lǐng)域，同時(shí)，市場非常龐大，現(xiàn)在主要用于公交車、大卡車，未來也可能大量應(yīng)用于小汽車，以及航空等領(lǐng)域，所以未來應(yīng)用將非常廣泛。

在李獻(xiàn)國看來，現(xiàn)階段，燃料電池應(yīng)用于汽車領(lǐng)域，在性能、成本、耐久性方面都已相對(duì)成熟，處于商業(yè)化應(yīng)用的早期階段，未來的發(fā)展方向是更高的能量轉(zhuǎn)換效率、功率密度，更長的使用壽命，同時(shí)進(jìn)一步降低成本。他指出，業(yè)內(nèi)關(guān)注的主要技術(shù)重點(diǎn)，一是基礎(chǔ)材料能夠成本更低、壽命更長、性能更高；二是大規(guī)模自動(dòng)化制造技術(shù)，使得每一個(gè)產(chǎn)品的成本都可以下降；三是燃料電池實(shí)際運(yùn)行時(shí)的控制、監(jiān)測、診斷、預(yù)測。

在基礎(chǔ)材料方面，李獻(xiàn)國認(rèn)為，存在的問題首先在于，目前催化劑的成本很高，降低鉑在催化劑中的含量，以及開發(fā)非貴金屬催化劑，是降低成本的主要方法。其次是電解質(zhì)膜，目前大多數(shù)工作溫度都在60-80攝氏度之間，但在交通運(yùn)輸領(lǐng)域應(yīng)用，最佳溫度可能在90-120攝氏度之間，適合這個(gè)區(qū)間的電解質(zhì)膜目前還沒有，所以需要開發(fā)更好的更適合在交通領(lǐng)域應(yīng)用的電解質(zhì)膜。第三是雙極板，目前是以石墨雙極板為主，其缺陷在于比較厚重，所以目前的方向主要是金屬雙極板，但金屬的缺陷在于易腐蝕，腐蝕產(chǎn)生的離子對(duì)燃料電池存在毒化作用，所以金屬雙極板需要好的表面涂層，既能導(dǎo)電導(dǎo)熱，還能擁有長壽命可以保護(hù)金屬板，這方面還有很多工作要做。

在大規(guī)模自動(dòng)化制造技術(shù)方面，李獻(xiàn)國介紹，日本豐田希望到2025年，燃料電池成本能夠較2008年降低95%，一方面是要有更好的基礎(chǔ)材料，另一方面就是大規(guī)模的自動(dòng)化制造技術(shù)，“這兩條路結(jié)合將是大幅降低成本的重要方向。”他指出，膜電極制造過程復(fù)雜，影響因素眾多，給大規(guī)模自動(dòng)化制造帶來較大難題；同時(shí)，對(duì)于如何保證產(chǎn)品的可靠性、可控性、合格率，也存在較大的問題，必須要有快速的在線監(jiān)測、檢測的設(shè)備和方法。

對(duì)于燃料電池實(shí)際運(yùn)行時(shí)的控制、監(jiān)測、診斷、預(yù)測，李獻(xiàn)國強(qiáng)調(diào)，為了實(shí)現(xiàn)“實(shí)時(shí)控制”，需要通過大數(shù)據(jù)實(shí)時(shí)獲取、分析、采取合適的控制行動(dòng)；同時(shí)，還要有高準(zhǔn)確度的預(yù)測模型，實(shí)現(xiàn)快速計(jì)算。