國(guó)際氫能展獲悉，

首先感謝組委會(huì)的邀請(qǐng)，還有中汽院能夠給我們這樣一個(gè)機(jī)會(huì)，向大家匯報(bào)一下我們?cè)谌剂想姵仡I(lǐng)域的一些離經(jīng)叛道的做法。

我是浙江海晫新能源科技有限公司，我主要負(fù)責(zé)電堆的研發(fā)，我們的題目是《硅基雙極板技術(shù)提供低成本氫能的解決方案》，主要從4個(gè)方面進(jìn)行介紹。

首先是最老生常談的一個(gè)，就是燃料電池和電解槽，這里我把它放在一起，最主要的原因是說(shuō)其實(shí)氫氣這個(gè)東西是很早就有的，論壇的主題也是氫能，怎么從氫氣變成氫能，我覺得一定要借助燃料電池，還要借助電解槽，只有在這兩個(gè)設(shè)備都做的非常成熟，產(chǎn)業(yè)化之后，我們才可以把一個(gè)非常古老的氫氣叫成新的氫能。

接下來(lái)介紹一下雙極板的作用，簡(jiǎn)單過一下，因?yàn)榇蠹叶际沁@個(gè)行業(yè)的專家了，雙極板最主要的4個(gè)核心作用，一個(gè)是高效的傳導(dǎo)電子，第二個(gè)是均勻的分配氣體，第三個(gè)是穩(wěn)定的熱量調(diào)節(jié)，第四個(gè)是可靠的機(jī)械支撐。

這些它的功能就對(duì)雙極板材料提出了一些需求，比如說(shuō)電導(dǎo)率一定要好，熱導(dǎo)率一定要比較高，機(jī)械跟化學(xué)的穩(wěn)定性要好，最重要的是可以大規(guī)模的產(chǎn)業(yè)化。

基于這樣的需求，目前我們常規(guī)的雙極板主要有石墨板、金屬板，還有一個(gè)基于石墨板跟雙極板的復(fù)合材料，我把它進(jìn)行了一些對(duì)比，在這中間我們發(fā)現(xiàn)雙極板特別是石墨跟金屬板都是存在一些短板的，比如說(shuō)石墨板很難做的比較小，金屬板最核心的困難是它的抗腐蝕。

基于這些思考，我們浙江海晫利用我們?cè)诠夥桶雽?dǎo)體中間的經(jīng)驗(yàn)，發(fā)現(xiàn)我們可以引入硅基的雙極板，首先硅基的雙極板可以做的非常薄，我們的單片可以做到0.3到0.5毫米，我們可以進(jìn)行專業(yè)的非常成熟非?？焖倩牧鲌?chǎng)設(shè)計(jì)，這主要是基于半導(dǎo)體的，比如說(shuō)半導(dǎo)體里面精度的要求是我們溝道成形要在納米級(jí)別，但是我們?cè)谌剂想姵乩锩婢蜁?huì)發(fā)現(xiàn)實(shí)際上你只要達(dá)到微米級(jí)別就可以了。

其次就是硅材料這樣一個(gè)材料特性，它在酸性的特別是PEM燃料電池工作情況下是不會(huì)發(fā)生反應(yīng)的，這樣就決定了這個(gè)材料的高耐腐蝕性，然后是它的高電導(dǎo)和高熱導(dǎo)，最后我們的產(chǎn)業(yè)化主要是依托了現(xiàn)在非常成熟的光伏產(chǎn)業(yè)。

這個(gè)材料我們知道是很好了，自己團(tuán)隊(duì)也測(cè)試過，但是我們還是要經(jīng)過行業(yè)的檢驗(yàn)，我們現(xiàn)在是與上海交通大學(xué)燃料電池所專業(yè)的團(tuán)隊(duì)進(jìn)行合作，對(duì)我們的材料進(jìn)行了一個(gè)全方位的檢測(cè)，檢測(cè)的數(shù)據(jù)與DOE數(shù)據(jù)進(jìn)行對(duì)比，我們可以看到其實(shí)我們?cè)诟黜?xiàng)指標(biāo)上都是遠(yuǎn)超DOE整個(gè)標(biāo)準(zhǔn)，其實(shí)每個(gè)人提到硅，最關(guān)心的就是硅易碎的特性，在我們這里測(cè)試了它的抗溫強(qiáng)度就會(huì)發(fā)現(xiàn)硅的抗溫強(qiáng)度可以輕松達(dá)到200兆帕的量級(jí)，遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于DOE25兆帕的要求。

我們基于硅基的雙極板開發(fā)了兩套產(chǎn)品，一套是PEM的燃料電池，它可以覆蓋1到120千瓦的功率需求，另外一個(gè)是我們團(tuán)隊(duì)也在做PEM電解槽，目前已經(jīng)開發(fā)到50標(biāo)方大小。

再看我們這個(gè)產(chǎn)品的一些特性，首先是燃料電池產(chǎn)品，它目前是從10千瓦到120千瓦是做的比較成熟的，在各個(gè)功率段我們發(fā)現(xiàn)用硅的體積可以做的比較小，功率做的比較高之后，它的體積功率密度跟質(zhì)量功率密度都可以達(dá)到一個(gè)比較好的水平，基本上都是超過七千瓦每升的數(shù)值，其中我們做的最高的是20千瓦的產(chǎn)品，體積功率密度可以達(dá)到8.5千瓦每升，質(zhì)量功率密度可以達(dá)到6.5千瓦每千克。

接下來(lái)介紹一下電解槽的產(chǎn)品，發(fā)現(xiàn)它跟主流的電解槽性能基本上是差不多的。但因?yàn)槲覀兪怯昧艘粋€(gè)硅基的材料，所以我們?cè)陔p極板這個(gè)層面要比常規(guī)的金屬雙極板便宜很多，所以在電解槽里面，可能成本是一個(gè)主要的優(yōu)勢(shì)。

基于上面的燃料電池特性，我們也開發(fā)出了模塊化的PEM電解系統(tǒng)，以及這個(gè)燃料電池?zé)犭娐?lián)供的系統(tǒng)。這兩個(gè)系統(tǒng)的話，目前都是跟澳洲有一個(gè)項(xiàng)目在推進(jìn)。

具體總結(jié)一下，剛剛講的這個(gè)硅基燃料電池的一個(gè)主要的優(yōu)勢(shì)，主要是一個(gè)是性能好。這個(gè)性能好的話，我們總結(jié)下來(lái)主要是我們?cè)跍系婪矫娴囊粋€(gè)加工能力，以及它的一個(gè)精確控制的能力決定。耐久好，這是硅的材料本身決定的，成本低這是光伏產(chǎn)業(yè)它的一個(gè)背景決定的。

這三個(gè)特性最終決定了我們現(xiàn)在這個(gè)產(chǎn)品的一個(gè)主打的亮點(diǎn)，是它的一個(gè)輕量化跟緊湊化。我們?cè)诟芏嗤羞M(jìn)行交流的時(shí)候，其實(shí)大家都會(huì)有一個(gè)比較大的疑問，就是我們?yōu)槭裁匆霉柽@樣一個(gè)材料，發(fā)散一下，主要還是我們比較看重規(guī)的這些特性。

第一個(gè)是它是地球峰度第二的一個(gè)元素，其實(shí)被一個(gè)潛力可以說(shuō)是無(wú)限的。然后它本身這個(gè)材料是無(wú)毒無(wú)害的。硅的一個(gè)密度是比較低的，它的密度只有2.3，跟石墨板是一樣的，這樣它就可以比較適合這個(gè)輕質(zhì)化的需求。他其實(shí)主現(xiàn)在已經(jīng)大規(guī)模的應(yīng)用于光伏和半導(dǎo)體領(lǐng)域。在這些領(lǐng)域的應(yīng)用，就發(fā)現(xiàn)它其實(shí)具有非常高的一個(gè)機(jī)械和化學(xué)的穩(wěn)定性。

海晫優(yōu)勢(shì)主要我們是從光伏行業(yè)出來(lái)，然后把光伏的材料應(yīng)用到燃料電池、氫能這樣一個(gè)領(lǐng)域里面。所以我們可以一個(gè)是硅片的易得性，也就是我們?cè)牧系囊椎眯?。第二個(gè)是我們拿這個(gè)硅料的成本也是比較低的。第三個(gè)是整個(gè)工藝的開發(fā)。

我們基于光伏和半導(dǎo)體成熟的工藝，這樣我整個(gè)設(shè)備包括自動(dòng)化的設(shè)備，都是比較成熟的。我們可以借助現(xiàn)在光伏和半導(dǎo)體溢出的產(chǎn)能吸引他們據(jù)兩人才儲(chǔ)備。

這里舉個(gè)例子，就是太陽(yáng)能供應(yīng)鏈，其實(shí)現(xiàn)在全球多晶硅的產(chǎn)能每年是大概是在200萬(wàn)噸的量級(jí)，規(guī)定的全球產(chǎn)能每年是在180萬(wàn)噸的產(chǎn)值。如果用硅基雙極板來(lái)做這個(gè)大概一噸的這個(gè)規(guī)，可以對(duì)應(yīng)到1兆瓦的量級(jí)。

基于上面講的這個(gè)產(chǎn)品，我們也是有了一些應(yīng)用。左邊是我們開發(fā)的6000瓦的水冷堆，是專為無(wú)人機(jī)開發(fā)的，它可以穩(wěn)定的在這個(gè)低低壓低濕的情況下去工作。這個(gè)電堆的一個(gè)大小，大家可以看到做一個(gè)對(duì)比，是跟300CC的這樣一個(gè)礦泉水瓶差不多高的。另外我們團(tuán)隊(duì)也是開發(fā)出緊湊的固定式發(fā)電，和固定式發(fā)電的這樣一個(gè)燃料電池解決的方案，主要還是用在發(fā)電和備用電源領(lǐng)域。

與現(xiàn)在的燃料電池的基礎(chǔ)設(shè)備的集成，可以減少對(duì)這個(gè)高純度氫氣的一個(gè)依賴。最后我們這里介紹一下，就是目前跟澳洲在做的一個(gè)項(xiàng)目，可能就是把前面剛剛講的電解槽，和后面的燃料電池結(jié)合起來(lái)。同時(shí)用我們?cè)诠夥I(lǐng)域的一些資源，創(chuàng)造出一種分布式氫能的一個(gè)系統(tǒng)。

(注：本文根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)速記整理，未經(jīng)演講嘉賓審閱)

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