<noscript id="eoc4o"><rt id="eoc4o"></rt></noscript>
  • <optgroup id="eoc4o"><source id="eoc4o"></source></optgroup>
  • 【大連日報】2023年度大連市最高科學技術獎獲獎者、中國工程院院士衣寶廉:預計2030年前后燃料電池轎車進入尋常百姓家

    來源:《大連日報》 第07版 深讀 訪談

    發布時間:2024-03-20


    ?大連新聞傳媒集團記者謝小芳?

    燃料電池是一個應用性極強的研究領域,如何讓燃料電池從實驗室走向市場,也是科研探索的重要方向。衣寶廉致力于燃料電池的產業化,20世紀90年代,作為科技部“九五”攻關和中國科學院重大項目“燃料電池技術”的負責人,他組織指導了質子交換膜燃料電池、熔融碳酸鹽燃料電池和固體氧化物燃料電池的研究。在質子交換膜燃料電池技術方面取得突破性進展并形成自主知識產權,組建新源動力股份有限公司?!笆濉薄笆晃濉逼陂g,他指導城市客車與轎車用燃料電池系統的研發。研制的燃料電池發動機已經成功應用于北京奧運會和上海世博會示范運行的燃料電池客車與轎車。

    近年來,衣寶廉帶領團隊開拓了新一代金屬板車用燃料電池技術、兆瓦級PEM制氫技術等,研究成果相繼實現產業化,帶動了我國氫能行業的發展。

    今年1月,2023年度大連市科技獎正式揭曉,首次設立大連市最高科學技術獎,每兩年評選一次。衣寶廉院士成為首位大連市最高科學技術獎獲獎者。近日,在中國科學院大連化學物理研究所(以下簡稱大連化物所)能源樓辦公室,衣寶廉院士接受了記者的專訪。

    受訪人?衣寶廉

    燃料電池專家。1938年5月出生于遼寧遼陽,中國工程院院士,中國科學院大連化學物理研究所研究員、博士生導師。20世紀70年代,參加并領導了航天堿性氫氧燃料電池系統的研究,曾擔任國家“十五”863計劃“電動汽車重大專項”和“節能與新能源汽車”專家組成員、燃料電池發動機責任專家、國家能源集團氫能首席科學家、全國燃料電池與液流電池標準委員會主任委員等,是我國燃料電池技術的主要奠基人、開拓者和引領者。培養博士、碩士研究生100多名,其中多人已成為燃料電池研發領域骨干。

    耄耋之年?仍對專業有一種愛戀感

    記者:首先,恭喜您獲得大連市最高科學技術獎。

    衣寶廉:我比較幸運。因為現在氫能和燃料電池是國家發展的一個熱點,比較受關注。跟我一樣水平的人有很多,不是因為我有多了不得,只是當下國家的發展重點跟我的這點專長正好對上了。

    記者:聽說您每周一三五仍然準時到辦公室來,是什么原因讓您在耄耋之年仍在堅持工作?

    衣寶廉:習慣了。我搞燃料電池和氫能已經有60多年了,對這個專業非常熱愛,有一種愛戀感?,F在,我在家里看的東西還是以燃料電池和氫能為主,仍然希望能夠在專業上進一步發展。

    而且,我跟組里的負責人,像邵志剛(大連化物所燃料電池研究部部長)和一些技術骨干的關系非常好。他們有的是我的學生,有的是同事,我愿意跟他們一起討論,提一些有益的建議,希望能對組里工作有所幫助,對我自己也有所提高,更希望看到氫能與燃料電池車早日產業化。

    我是一個農民的孩子,我的本科和研究生都是靠助學金才能完成學業。如果沒有助學金,我可能“臉朝黃土背朝天”現在還在農村種地呢。因此我非常感謝黨和國家,讓我在本科和研究生階段學到了從事科學研究的基礎知識和方法,又能在國內設備先進的研究所大連化物所工作,在同志們的幫助和協同下取得一定成績。因此,我也想在有生之年體力還可以的時候,能夠回報國家和社會。

    盡管年紀大了,我還是愿意到所里來上班,還在堅持工作,這三點原因缺一不可。

    燃料電池車?是氫能應用的突破口

    記者:隨著政策密集出臺,氫燃料電池技術的進步和需求量擴大,商業化應用前景廣闊。氫燃料電池的優勢是什么?發展燃料電池對于保障我國能源安全和實現“雙碳”目標具有什么意義?

    衣寶廉:氫燃料電池車先后在2008年北京奧運會、2010年上海世博會試運行后,2022年北京冬奧會和冬殘奧會期間,1000多輛氫燃料電池汽車參與交通服務保障,這種集中示范也展示了氫燃料電池車的一系列優點。

    第一,燃料電池的比能量高,可以達到0.5千瓦時/千克~1.0千瓦時/千克,是鋰離子電池的幾倍,特別適合重載車和長途車。

    第二,燃料電池系統的發電電堆與儲氫罐是分開的,運行過程中能夠監測電堆的電壓,電壓出問題,就把氫氣的進氣閥關掉,可以避免產生燃燒和爆炸,只要加強氫的檢測與控制,就可以做到安全無事故?,F在全世界有8萬多輛中國有1.8萬多輛燃料電池車在運行,沒有一起燃燒和爆炸事故發生。所以盡管氫很容易爆炸和燃燒,但是只要有嚴格的檢測和監控,車就是安全的。

    第三,燃料電池發電效率為50%至60%,氫還有部分能量轉化為熱能,特別適合在北方寒冷地區運行,運行時里程不但不縮水,燃料電池廢熱還可為車輛供暖,冬天行駛沒有里程焦慮。

    第四,燃料電池車的加氫時間比較快,同加油差不多。其續航里程和駕駛舒適性可以和燃油車媲美。

    現在,燃料電池車不僅僅是中國開發的熱點,也是國際能源領域開發的一個熱點。燃料電池車是氫能應用的突破口,如果研發成功,進入大規模示范和商業化,對推進氫能在節能減排中的作用非常重要。我們現在有這樣一個設想,希望建立和發展氫-電供能體系,氫能作為一個能源載體,最終能代替現在的天然氣和石油,成為實現“雙碳”目標的有力抓手。

    所以,燃料電池的產業化對國家是非常重要的,一個是解決國家的能源安全問題;一個是提高我們國家空氣的潔凈度,解決環境問題。要想做到碳中和,減少二氧化碳排放,一定要發展氫能,發展可再生能源。

    “風口”之下?氫燃料產業面臨“三貴”瓶頸

    記者:當前,氫能產業可以說是處于“風口”的產業,“風口”之下,有哪些問題還需要解決?

    衣寶廉:我們亟須解決“三貴”問題。

    首先,燃料電池電堆和系統制備成本高,導致燃料電池車的售價是燃油車兩倍多。有一些東西我們還沒有產業化,比如氫氣瓶,35兆帕和70兆帕的氫氣瓶,一個就要2萬多元,只有產業化以后成本才能降下來。

    第二,綠氫制備、儲運和加注的費用高,導致現在氫每千克售價60多元,進而導致車的運行費用也遠高于燃油車,所以現在要靠政府補貼。只有靠技術進步,降低綠氫制、儲、運成本,加氫站加氫的售價降到每千克30元以下,才能和燃油車競爭。

    第三,加氫站建設費用貴。加氫站的建設費用是加油站和充電站的幾倍。氫氣壓縮機、氫的儲罐還有氫加注機,我們才剛剛開始進行制備,還沒有批量化生產。如果實現設備批量生產,如氫氣壓縮機、高壓氫氣瓶與氫加注機等,就可以降低加氫站費用。

    預計2030年前后?燃料電池轎車能進入尋常百姓家

    記者:普通百姓也能開著燃料電池車上路,我們距離這個目標還有多遠?現在市場化的瓶頸是什么?

    衣寶廉:現在,我國燃料電池車還處于靠政府補貼的大規模示范運行階段,還不能實現無補貼的商業化運行。我們最容易體驗到的是燃料電池公交大客車,現在大連在高新區和金普新區有燃料電池公交車在運營,大家可以去乘坐,很安靜。

    現在轎車示范運行也開始了,如在廣東,采用東風汽車旗下品牌啟辰的首款氫燃料電池車型,已在廣州花都區開啟商業化示范運營,為期36個月。啟辰大V氫境搭載由東風汽車集團有限公司生產的60kW燃料電池系統,額定功率為60kW,配備最大功率160kW的單電機,儲能電池則為弗迪磷酸鐵鋰電池,加滿氫只需5分鐘。采用氫電雙驅,滿氫滿電續航里程可達500公里。

    只有當氫源和燃料電池發動機售價降到與燃油車差不多,氫能高速聯網,市內加氫站基本普及時才能進入尋常百姓家。按現在燃料電池車的成本、氫源價格的下降速度和加氫站建設速度,預計在2030年前后,會有一個節點,燃料電池轎車能進入尋常百姓家。

    燃料電池車和氫源降價要依靠技術進步。首先,科學家要突破“卡脖子”技術,實現燃料電池關鍵材料與部件產業化。比如高壓氫氣瓶,科學家跟企業家攜手,把制備流程工藝搞清楚并進行批量生產。燃料電池的電催化劑,我們要能自己做出來,低鉑,高性能,而且性能要等于或優于國際催化劑。

    產業化了,對國家對人民才有益。當然,我們科學家只能解決技術問題,要想產業化、商業化,那就要靠企業家去努力,因為只有批量生產才能把成本降下來。

    第二,科研工作者還要繼續進行科技創新,提高各個關鍵材料和部件的性能,從而提升發動機的性能。比如提高燃料電池的比功率,將燃料電池工作電流密度由現在每平方厘米1.5安培~2.0安培提高到4安培~5安培,就能實現同樣一個電堆,輸出的功率增加一倍多。燃料電池是按千瓦賣的,現在一個電堆賣10萬元,性能提升后,價格就降到5萬元了。這個過程需要科研工作者、科學家和企業家、工人共同努力,把燃料電池發動機從現在的1千瓦3000元左右,到2030年能夠降到500元~1000元,這樣燃料電池車就可以商業化,可以進到尋常百姓家。

    第三就是構建氫能高速網絡體系?,F在的示范主要以商用車為主,因為商用車的行駛路線是固定的,在相關線路上建一個或者兩個加氫站,這條線路就可以開起來。轎車要到處跑,城市里加氫站的密度就需要增加,而且氫能高速要聯網。燃料電池車受到一個最大的制約就是加氫站。我們國家現在有400多個加氫站,數量世界第一,但遠遠不夠,希望到2030年,我國的加氫站能有幾千個,這樣,燃料電池車可以在主要城市之間跑起來。

    商用燃料電池車國際領先?基礎研究與關鍵材料還有差距

    記者:近年來,您帶領團隊開拓了新一代金屬板車用燃料電池技術、兆瓦級PEM電解水制氫(質子交換膜水電解制氫)技術等,新一代金屬板車用燃料電池技術有哪些優勢?您和團隊當前正在做的研究是什么?

    衣寶廉:原先我們采用的是復合雙極板,即金屬分割板和膨脹石墨流場,它比較厚,電堆體積比功率都比較低。為了提高電堆的比功率,研發了表面改性的金屬雙極板。解決了薄板沖壓成型、激光焊接與表面改性技術問題,已經在安徽的明天氫能建立生產線?,F在大連的國創氫能又研發成功薄鈦雙極板。

    我們在國內最早解決了電解水的膜電極制備問題,它與燃料電池的MEA(膜電極)的區別是解決電解析氣時膜電極不分層,并解決了電解雙極板的導電與成型問題,在國內最早研制成功兆瓦級PEM電解槽。目前我們團隊研發的單槽兆瓦級的電解槽已經實際應用。

    我們的燃料電池技術不斷進步,去年年底,大連化物所成功開發了單堆300千瓦的氫空燃料電池,為未來重卡、船舶、機車和新能源飛機的氫能應用奠定基礎。

    記者:我國的燃料電池技術在國際上處于什么位置?

    衣寶廉:我國燃料電池車在國際上可以說是領先的。燃料電池商用車車型最多、示范最多,也最先進行燃料電池商用車大規模示范。我們在燃料電池發動機低溫啟動、廢熱利用等方面的技術是領先的,雙極板、膜電極三合一制備技術也達到國際水平。但在基礎研究與關鍵材料如高強度碳纖維,高壓氫氣瓶的瓶口閥與電催化劑批量生產,增強薄的質子交換膜、電堆內各單池的一致性等方面還有差距?,F在日本和韓國燃料電池轎車做得比我們先進,價格較低,并基本實現商業化。我們要加強基礎研究,通過科技攻關與創新,縮小差距,盡快實現燃料電池車的商業化。

    記者:大連當前正通過政策引導和應用示范同向發力,推動氫能產業發展。請您給大連的氫能產業發展提一點兒建議。

    衣寶廉:首先要利用大連的優勢,大幅度降低氫燃料的成本。大連的條件非常好,既有海灘、核電,又有副產氫,所以我們的氫不靠政府補貼就可以把價格降得很低。大連的氯堿廠、氯酸鹽廠的副產氫,加點催化劑就能凈化,很容易。其生產的氫氣也很便宜,估計每千克也就20元左右,可用作示范燃料電池車的燃料。這樣,大連的燃料電池車運行費用就比燃油車還低。同時,我們還可以開展核電和海上風電電解水制氫示范,為加氫站提供廉價綠色氫源。

    第二要資助燃料電池基礎和創新研究,如制備低鉑、高活性電催化劑與試生產。增強質子交換膜與膜電極三合一制備生產線與批量生產等,降低燃料電池發動機的成本。希望政府能提供基金或風險投資來支持這一部分,只有這部分發展起來了,車的成本才能降下來。

    第三要與省內、國內、國際建立廣泛合作關系。建立穩定廉價的空壓機、儲氫瓶、氫氣壓縮機等供應鏈。建議大連每年舉辦一次氫能領域的國際會議,加強國內外技術交流與合作。

    ①⑥衣寶廉接受記者采訪。大連新聞傳媒集團記者謝小芳 攝

    ②③④⑤衣寶廉早年工作場景。采訪對象提供資料照片

    以下是該媒體報道地址:http://szb.dlxww.com/epaper/dlrb/pc/content/202403/20/content_57752.html


    版權所有 © 中國科學院大連化學物理研究所 本站內容如涉及知識產權問題請聯系我們 備案號:遼ICP備05000861號-1 遼公網安備21020402000367號
    图片小说视频一区二区|亚洲色欲色欲综合网站SW0060|国产微拍精品一区一再猛点|东京热HEYZO无码专区
    <noscript id="eoc4o"><rt id="eoc4o"></rt></noscript>
  • <optgroup id="eoc4o"><source id="eoc4o"></source></optgroup>