2022年11月15日－11月17日，佛山市召開第六屆氫能大會。

本屆大會以“零碳中國，氫能未來”為主題，頂著疫情的壓力，吸引了上百家氫能及燃料電池企業(yè)參展，說明了氫能及燃料電池行業(yè)蓬勃發(fā)展的喜人態(tài)勢，但也能看出燃料電池產(chǎn)業(yè)尚未完全進入高潮，各公司迫切展示自身以找到目標客戶維持自身存活發(fā)展的強烈愿望。

總體來說，氫能被國家賦予能源屬性后，朝陽行業(yè)態(tài)勢日益凸顯，開始展現(xiàn)出政府期待的局面，并越來越獲得社會資本的重視。在筆者參與的技術(shù)論壇上，每位分享人一下場便立馬被各路投資團隊團團圍住詢問相關(guān)問題并添加微信，尋找進場機會。

本人是一名燃料電池行業(yè)研發(fā)工程師，在參加展會的這幾天里，幾乎逛遍了所有展臺并同相關(guān)技術(shù)進行了探討交流，基于技術(shù)角度梳理分析了佛山氫能展燃料電池企業(yè)展品及其前景，希望這篇文章能夠?qū)⒎鹕綒淠苷股系娜剂想姵貐⒄蛊髽I(yè)串起來，給大家提供一個整體和全局的視角審視佛山燃料電池的參展企業(yè)，從而形成自身對相關(guān)企業(yè)的認識和定位，為投資打下基礎(chǔ)。

此次參加氫能展會的燃料電池企業(yè)非常多，現(xiàn)將其分為兩類，一類是氫能及燃料電池行業(yè)基礎(chǔ)服務類，這類公司的特點是其產(chǎn)品比較成熟，在氫能與燃料電池行業(yè)的只是其業(yè)務板塊的拓展且拓展難度小，這包括：1）傳感器；2）流體減壓及各類閥件；3）流體流量測量；4）流體雜質(zhì)去除與純化；5）散熱水泵、散熱液、散熱風扇和散熱器；6）生產(chǎn)產(chǎn)線搭建，如激光焊接、壓堆機及電堆裝配生產(chǎn)線等；7）密封膠和硅膠氣管等；8）傳統(tǒng)測試設(shè)備和電氣設(shè)備，如直流電源、電子負載、高頻阻抗儀及DC／DC等。

另一類是與燃料電池行業(yè)高度相關(guān)的公司，其業(yè)務基本只與燃料電池相關(guān)，存在技術(shù)攻關(guān)難度，是燃料電池的關(guān)鍵零部件，每種零部件的研發(fā)進度顯著影響燃料電池在實際運用時的好壞程度，具有很寬的技術(shù)護城河且行業(yè)龍頭未定，具有很高的投資價值，值得重點關(guān)注。分述如下。

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氫氣供給系統(tǒng)

作為受到國家補貼的八大零部件之一，該系統(tǒng)的發(fā)展趨勢是去除氫氣循環(huán)泵以節(jié)約系統(tǒng)成本并降低設(shè)備復雜度。引射器發(fā)展的瓶頸問題在于低功率（小流量）工況下引射器不能工作，其技術(shù)路線是在一個引射器內(nèi)放置多條引射回路以增加引射器的功率覆蓋范圍。此外，佳安氫源公司展覽的氫氣消納器的展覽讓我眼前一亮，該部件著重解決燃料電池在密閉環(huán)境下長期使用導致的安全性問題，武漢理工大學的教授也基于此想法申請過科技部項目解決氫氧燃料電池在潛艇中運用的安全性問題。

圖1 氫氣供給系統(tǒng)

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空氣供給系統(tǒng)

空氣供給系統(tǒng)中技術(shù)含量最高的便是空氣壓縮機，作為燃料電池的“肺”，也是受到國家補貼的八大零部件之一，具有非常高的技術(shù)壁壘。隨著質(zhì)子交換膜逐漸變薄以及運行和控制策略優(yōu)化，空氣供給系統(tǒng)的發(fā)展趨勢是加濕器將逐漸被淘汰以降低成本和系統(tǒng)復雜度。

圖2 空氣供給系統(tǒng)

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膜電極

膜電極性能的好壞很大程度上決定了燃料電池性能的好壞，被譽為燃料電池的“心臟”，也是能夠拿到國家補貼的八大零部件之一。

膜電極內(nèi)包含質(zhì)子交換膜、催化層和擴散層（碳紙），也是能夠拿到國家補貼的三大零部件，都具有非常高的技術(shù)含量。其中，膜電極的技術(shù)難點在于：1）如何使催化層均勻涂覆于質(zhì)子交換膜表面；2）如何保持擴散層和催化層的良好接觸；3）如何加快反應物質(zhì)的傳輸速率并增大生成水的排除速率。

目前國內(nèi)已經(jīng)建成投產(chǎn)的均為膜電極的第二代生產(chǎn)技術(shù)，即卷對卷生產(chǎn)工藝（CCM），最先進的第三代膜電極技術(shù)為有序膜電極技術(shù)，這能極大地加快反應物質(zhì)的傳輸速率并減小鉑載量，目前正在研發(fā)階段。

質(zhì)子交換膜的技術(shù)難點在于：1）如何增加質(zhì)子交換膜的溫度耐受能力，避免質(zhì)子交換膜在高溫下的“脆化”現(xiàn)象，從而增加電堆系統(tǒng)工作溫度，這有利于電堆的水熱管理；2）如何在保證機械強度的條件下減薄質(zhì)子交換膜厚度。這有利于減少電堆的內(nèi)阻和電堆的水管理。質(zhì)子交換膜的研發(fā)技術(shù)難度大，目前國內(nèi)運用較多的仍為美國杜邦的Nafion膜，不過東岳和仙湖實驗室也正迎頭趕上，有成為該領(lǐng)域龍頭的趨勢。

催化劑的技術(shù)發(fā)展目標為：1）如何提高催化劑壽命；2）如何提高催化劑活性，減低活化阻抗；3）如何加強傳質(zhì)，減少濃差極化阻抗；4）如何降低鉑載量，減少生產(chǎn)成本。

目前燃料電池的很多壽命數(shù)據(jù)都是基于催化劑在旋轉(zhuǎn)圓盤電機上進行循環(huán)電勢掃描得到的，但根據(jù)筆者的工程實際經(jīng)驗來看，這個數(shù)據(jù)與膜電極在整車工況使用下的實際壽命影響不大。

碳紙的主要生產(chǎn)材料是碳纖維，這部分技術(shù)我國還有待進步。

武漢理工一直是國內(nèi)燃料電池研發(fā)的領(lǐng)頭羊之一，之前制作的膜電極也多次出口國外，獲得了上億元的成交額，目前基于武漢理工成立的仙湖實驗室，能夠?qū)⒐β拭芏茸龅?W／cm－2以上，可以算是國內(nèi)頭部企業(yè)之一了。此外，從豐田承擔過第二代Mirai研發(fā)的李樺博士指出，當額定功率密度達到2．4W／cm－2＠0．6V，此時燃料電池的成本便能夠逼近內(nèi)燃機。

圖3 仙湖實驗室膜電極性能分析

圖4 膜電極性能發(fā)展目標