摘要：雄韬集团作为新能源坚定的推动者，作为能源行业的一个老兵，我们相信燃料电池大有可为。

“雄韬集团作为新能源坚定的推动者，作为能源行业的一个老兵，我们相信燃料电池大有可为，在此也呼吁产业链的上下游合作伙伴能够多层面深度协作，各区域能够协同发展，在政府政策保驾护航下，大家能够同频共振、互利共盈、携手前行，一起书写氢能发展的新篇章。”雄韬股份副总裁陈宏博士在2022（第四届）高工氢电产业峰会上致辞道。

雄韬股份是一家拥有远大“氢”想的公司，更是一家脚踏实地的公司。在本届峰会上，雄韬股份旗下两家公司雄韬氢瑞研发总监祁鹤博士和雄韬氢雄高级工程师/研发副总监黄易元分别深入剖析了膜电极及燃料电池系统的发展痛点，并给出了相应的解决方案，展示了深厚的研发技术实力。他们还分析了接下来的技术开发方向，正在携手合作伙伴一起向前迈进。以下是演讲发言实录：

陈宏：绘制氢能蓝图的三点思考


经过几十年持续的研发，燃料电池技术得到了突破性的进展。随着氢能的能源属性逐步明确，新一轮燃料电池发展浪潮正在来临。今年1-6月，国内各级政府发展政策支持有两百余项，氢能产业迎来了快速发展的重大机遇，燃料电池正从小规模示范转向大规模的商业化应用。

如何绘制这张壮丽的氢能蓝图，有待于产业上下各方的努力和协同发展。今天我想借此机会就如何跨界协同，助力氢能产业绿色低碳发展，跟大家分享三个方面的思考：

第一，技术引领，产业提速。燃料电池的真正技术难点是缺乏产品化的技术，关键还是产品技术的成熟。我们不缺实验室的技术，我们缺产品化的技术，产品化技术就是保质、保量，在特定条件下给出一个成熟的产品出来，这是需要整个产业界去突破的。

第二，多方降本，产业链协同。虽然氢能产业发展已经提速，但仍然存在加氢站基础设施建设缺乏、成本偏高、依赖进口这三个瓶颈。从成本来看，工业化产品的降本途径在于规模降本、国产化替代降本及创新工艺技术降本。

今年雄韬氢瑞宣布A1系列电堆降至999元/kW，预计到2025年率先突破500元/kW的大关。我们坚持从市场出发，从客户角度出发，为行业去着想，运用领先的创新技术去驱动降本。我们也希望协同行业的伙伴们一起努力，让整个产业链更快地去达到降本的目标。

第三，“合而不同，百花齐放”才是一个产业健康发展的生态。未来技术国产化是必经之路，目前国产化并没有很好地与实际应用结合起来。针对技术的突破，我们认为还是要落实到应用场景里去，所以希望产业链上下游不要走太多同质化的道路，可以从不同的应用场景去设计，能成长为各个细分领域，乃至于不同应用场景的龙头企业。

雄韬集团作为新能源坚定的推动者，作为能源行业的一个老兵，我们相信燃料电池大有可为，在此也呼吁产业链的上下游合作伙伴能够多层面深度协作，各区域能够协同发展，在政府政策保驾护航下，大家能够同频共振、互利共盈、携手前行，一起书写氢能发展的新篇章，为人类生存环境改善贡献一份力量。

祁鹤：膜电极的发展及在氢燃料电池中应用


根据国家政策以及整个行业的发展趋势分析，2020-2025年是整个氢能行业的起步阶段，从2026到2030年这后面的五年，可以看到整个氢燃料电池汽车销售预测会呈现爆发式的增长，与此相对应的电堆以及膜电极的市场需求，也会呈现一个爆发式的增长。这是很大的机遇，同时也是很大的挑战，对膜电极这个作为核心发电的零部件也提出了很高的要求。

纵观近几十年间的技术发展历程，起初膜电极处于实验室研发阶段，性能偏差、成本偏高，主要来源于各个零部件技术的不成熟以及工艺的不成熟。经过长时间的发展，膜电极技术取得了突破性的进展，无论是功率密度还是铂载量都有了显著的进步；从质子交换膜到阴阳极催化剂到制备工艺，都有了很大的突破；之前的膜电极制备工艺还是GDE，现在已经可以实现CCM的双面直涂和膜电极卷对卷贴合封装。

根据对未来行业的发展研究，下一代膜电极（可能也就是在未来几年）成本会从现在的600元/kW降到300元/kW，性能有望突破2W/cm2 ，Pt总载量0.1mg/cm2。耐久性方面，膜电极2万小时也不一定够。在不久的将来，会对膜电极及整堆的耐久性提出更高的要求，比如4-5万小时。制备工艺方面也会有很大的改动和突破，激发催化剂和整个膜电极的潜力。

膜电极评估从性能和耐久来展开，这也是下游应用绕不开的两点。膜电极制备后，要进行活化，润湿膜电极，建立电子、质子、气体、液体的传输通道，然后电极结构优化，提高膜电极电化学性能，再进行膜电极性能测试，同时对电压损失进行分析，进行进一步的优化。还有对于膜电极本身的催化活性和内阻、离子电阻、双电层电容等做进一步的考量，包括微观的电化学性能分析。还需要强调一下加减载测试，这也是整车系统比较关注的一点，即膜电极能不能响应整车快速加减载应用的需求。

对膜电极性能评估之后，还要对耐久性进行评估：对各个零部件、催化剂表征的耐久评估，包括质子交换膜的化学稳定性和机械性能稳定性等；对循环寿命进行测试，会模拟在车上的工况，在测试台架上对膜电极进行耐久的预测。如果不去预测，直接上堆到系统或者是整车上，耐久出了问题，会导致成本很高。

有时候会发现，膜电极在这款电堆或者某个工况条件下，性能表现很好，但是到了另外一个环境或者是电堆里，它的性能和耐久就会发生很大的变化。所以我们也会研究膜电极的干湿状态，这很影响膜电极的性能和耐久。膜电极的干湿状态一部分受自身的设计影响，同时也会受到极板的流畅程度以及工况运行条件的影响。

膜电极的水淹会造成电堆性能不可靠、难重复以及难预测这些现象。膜电极水管理对于膜电极和整堆层面而言非常关键。现在常用的手段有直接观察，主要应用于研发阶段会比较多；在整堆和系统层面，会通过压降监测和内阻监测两者结合，对整堆的干湿情况进行监控。

雄韬在整个氢能产业链上从上游到下游都有所布局，从制氢、加氢站到中游的膜电极、电堆、发动机系统都有涉及，包括到下游的各种车的应用场景。现在雄韬氢瑞已经推出的产品有几款：一是A系列的石墨板电堆，现在A1是已经推出的，目前有了叠加一些新技术进去的“升级版”，属于量产产品，A2是正在研发的更大功率的石墨板电堆；二是W系列是金属板电堆，W1.0金属板电堆已经发布；三是针对备用电源、叉车等小功率的应用场景，也会给电堆做一些系统的配套工作。

黄易元：精心沉淀，构建燃料电池系统技术壁垒


雄韬氢雄经过4-5年的产品开发和迭代，总结了燃料电池系统开发的几个痛点：

1、整车匹配困难。现在的燃料电池系统和整车厂家是分离的状态，而燃料电池系统只是作为整车系统的一个单元，对于整车来说同一款车型会匹配不同厂家的系统，系统边界技术参数比较明确，但对于不同的燃料电池系统厂家来说，详细的技术指标就变得比较模糊；

2、由此引发第二个痛点是对零部件的特性选择比较模糊，我们更多把握住了零部件的边界条件输入，对零部件的优势条件模糊了；

3、对系统输出目标不明确，我们认为不同的场景、不同的车型，这个系统输出目标应该有所不同；

4、系统的成本边界不清晰，现阶段燃料电池还处于一个示范应用推广阶段，跟燃油车的成本是无法进行比拟的，当前阶段我们到底是为了保全性能牺牲成本，还是在成本和性能方面做取舍，这是值得我们去思考的；

5、基于现在的一个商用车应用场景，我们认为系统耐久评价方式不太可靠，包括零部件的评价、电堆的评价，以及整车的运营工况和系统实际的运营工况是不一致的。对此，雄韬氢雄始终围绕着市场、研发、运营思路，去迭代开发产品。

基于上述痛点，雄韬氢雄制定了现阶段的开发方向：

1、要做高集成度、高功率密度的系统，从系统层级倒逼零部件层级，去做零部件的优化。基于商用车的场景，同时做其他车型和其他应用场景的储备；

2、将系统开发目标提炼出来的关键词是氢耗，通过氢耗约束对堆的边界、零部件的边界，做到系统额定点效率超过48%，系统额定点氢耗年优化10%；

3、在保全性能的前提下，做低成本系统，首先是核心零部件实现100%的国产化，其次部分核心零部件实现自主开发；

4、基于商用车的应用场景，要做高耐久长寿命的系统，首先基于电堆的特性做策略控制，其次基于系统层级做可实现的故障诊断方法。雄韬氢雄现有的产品特点，将引射器+分水器、阀体进行了集成；现在的系统产品主要围绕自主开发的石墨板电堆，系统功率覆盖范围60-130kW，基于金属板电堆的系统正在开发中。

围绕着上述所设定的开发目标和方向，雄韬氢雄做了哪些工作，取得了哪些成果？

首先，将除电堆以外的核心零部件搭建了一整套的数学模型，一整套的系统评价方式，提取了七大零部件的关键参数，同时搭建了一维的仿真平台。

再者，在氢子系统方面，在做引射器和分水器的自主开发，将形成自己的开发算法表，并做分水器和引射器一体化集成，形成自主知识的产权。我们希望和供应商一起缩短整个零部件的开发周期，以及促进我们对零部件的了解，对供应商还是会保持合作开放的态度。我们认为系统层级还是要做系统层级的事情，零部件的开发还是希望由零部件供应商去做。

围绕降低氢耗做的是将排水排氮进行分开，通过大量的实验数据做了仿真模型；在吹扫策略方面，将停机吹扫和开机吹扫分开，做三重的指标判断最终确立最优的吹扫策略。

在市场应用端，雄韬氢雄通过蓄电池做能量控制策略，调配燃料电池的输出，将燃料电池控制在高效区，提升它的耐久和寿命，从而降低燃料电池的氢耗。

在系统耐久层级，首先在初始状态下做到分配的一致性，基于目前大功率系统还是以多堆的方式为主，注重多堆流量分配一致性、单片流量分配一致性、多堆进口压力一致性，从而反映结构设计以及零部件布局设计。现在对于系统层级，或者说对整堆层级的多片膜电极评价方式很少。雄韬氢雄实现系统层级的单片膜电极的电化学表征，引入系统层级的耐久评价里面去。 

原标题：雄韬的远大“氢”想与脚踏实地