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    近日，備受矚目的第四屆中國國際氫能及燃料電池產(chǎn)業(yè)展覽會于北京國家會議中心盛大啟幕。作為氫能領域一年一度的＊＊盛會，此次展會匯聚了全球行業(yè)精英的目光。寧波中科科創(chuàng)新能源科技有限公司（以下簡稱 “中科科創(chuàng)”）重磅亮相本次展會，其攜帶的核心產(chǎn)品與前沿解決方案迅速成為焦點，吸引了國內(nèi)外行業(yè)客戶的高度關注。   中科科創(chuàng)重點推出的三大核心產(chǎn)品尤為引人注目。制氫催化劑以其卓越性能，憑借高效、長壽命的顯著優(yōu)勢，為綠氫實現(xiàn)降本增效奠定了堅實基礎；高性能膜電極成功攻克傳質(zhì)難題，突破技術瓶頸，大幅提升了產(chǎn)品活性與穩(wěn)定性；模塊化電解槽則通過創(chuàng)新的結(jié)構(gòu)設計，展現(xiàn)出強大的靈活性，能夠＊＊適配各類復雜、多元化的應用場景需求。展會期間，中科科創(chuàng)展位前人潮涌動。眾多國內(nèi)外行業(yè)專家、企業(yè)代表紛紛在此駐足，與中科科創(chuàng)團隊展開深入交流。參展團隊通過實物演示，讓參觀者直觀感受產(chǎn)品的實際效能；輔以詳實案例分享，生動詮釋產(chǎn)品在不同場景下的應用優(yōu)勢。憑借全方位、多角度的展示，中科科創(chuàng)贏得了廣泛認可，與多家國內(nèi)外企業(yè)成功達成初步合作意向，為全球氫能行業(yè)發(fā)展注入了新的活力，推動行業(yè)朝著更加多元化、國際化的方向大步邁進。在“雙碳”目標＊＊的時代背景下，氫能產(chǎn)業(yè)迎來了黃金發(fā)展期。中科科創(chuàng)將堅定不移地持續(xù)聚焦技術研發(fā)，全力加速制氫、用氫全鏈條的創(chuàng)新突破。公司致力于憑借自身的技術優(yōu)勢與不懈努力，為全球客戶提供更高效、更可靠的氫能解決方案。

    2021年12月10日，寧波中科科創(chuàng)新能源科技有限公司通過了由寧波市科學技術局、寧波市財政局、國家稅務總局寧波市稅務局組織的國家高新技術企業(yè)認定，并榮獲國家“高新技術企業(yè)”稱號。此次中科科創(chuàng)新能源榮獲國家高新技術企業(yè)認定，既是國家、各級政府對中科科創(chuàng)新能源科研能力和整體技術水平的認可，也是對中科科創(chuàng)新能源的一種鞭策和鼓勵。未來，中科科創(chuàng)新能源將砥礪前行，通過更注重科研投入、人才隊伍培養(yǎng)來構(gòu)筑更完善的技術創(chuàng)新體系。在充分發(fā)揮高新技術企業(yè)的優(yōu)勢和模范帶頭作用的同時，提高企業(yè)核心競爭力、加強企業(yè)創(chuàng)新發(fā)展動力，為企業(yè)的可持續(xù)發(fā)展提供強有力的技術支持。

        從我們團隊的角度來看，我們也圍繞這三個問題進行了長期的研發(fā)，工作也與上海交通大學相結(jié)合。    針對剛才提出的三個問題，我們發(fā)明了一些解決方案：一是具有超低傳質(zhì)阻力的新型低鉑合金膜電極；二是新型耐腐蝕鉑合金燃料電池催化劑及其批量制備技術；三是疏水梯度分布的非均質(zhì)膜電極分層制備技術。    我們還建成了＊＊＊＊條低鉑合金膜電極生產(chǎn)線，2020年制造了26萬片膜電極。    從更底層的技術來看，簡單地說，為什么燃料電池使用超低鉑會帶來問題，主要有兩個問題，一個是電催化動力學和傳質(zhì)動力學不能滿足要求。    例如，它的鉑載量下降到0.當05mg/m2時，電極中傳質(zhì)的阻力達到整個催化層傳質(zhì)阻力的77%，傳質(zhì)阻力的增加直接影響電壓的下降。    直觀地說，鉑載量從0開始.4毫克/平方厘米.當05毫克/平方厘米時，其傳質(zhì)阻力增加70%以上，其解決方案是離子結(jié)構(gòu)和電極與極板之間的適應性。因此，燃料電池走出低鉑化的關鍵點是加強對流，提高傳質(zhì)阻力，降低傳質(zhì)阻力，或提高排水能力。    我談到了第一代、第二代和第三代催化劑。第一代是純鉑，第二代是合金顆粒，第三代是核殼結(jié)構(gòu)顆粒。第三代可以說將鉑的用量降到了＊＊。如果我們想提高它的活性，減少它的用量，我們只能在第三代的基礎上繼續(xù)提高單個鉑原子的活性。這是我剛才提出的＊終目標，至1克/千瓦。如果能實現(xiàn)，燃料電池的大規(guī)模應用就能實現(xiàn)。    對于第一代來說，第二代已經(jīng)實現(xiàn)了工業(yè)化，第三代仍在發(fā)展中。這是我們開發(fā)過程中的一些數(shù)據(jù)。與第一代相比，第三代燃料電池催化劑的質(zhì)量和活性從0開始.13提高到1.45、增加十倍以上，應能滿足燃料汽車的要求。    同時，我們的顆粒的均勻性也很好，因為它需要提高活性和穩(wěn)定性。穩(wěn)定性的一個來源是催化劑顆粒的大小是一致的。只有一致，它的整個衰減才會減弱，因為每個顆粒都長得差不多，所以衰減不會有問題。    除了燃料電池催化劑的活性，如何改善其表面積，一是活性，二是原子單層，另一個大問題，＊近發(fā)現(xiàn)，在電極中，質(zhì)子傳導也是一個很大的問題，簡單地說，電極內(nèi)的質(zhì)子傳導是膜內(nèi)電子傳導電率的十分之一。    對于這個問題，我們也開發(fā)了很長一段時間，優(yōu)化它，以支持低鉑和超低鉑的應用。我們將顆粒與電極中質(zhì)子膜的導電問題結(jié)合起來，制成一個不對稱的電極，可以提高其耐久性，而不影響其性能。    目前，我們可以在一批中制作500克催化劑，制作膜電極車輛工況下穩(wěn)定運行8000多小時，預測壽命超過1萬小時。    本項目完成了汽車燃料電池低鉑合金膜電極微觀傳質(zhì)、電荷傳遞和材料衰減的理論突破。形成高功率密度、長壽命運行，適應工況運行。    去年，我們獲得了中國機械工業(yè)聯(lián)合會組織的評估。我們擁有獨立的知識產(chǎn)權(quán)，開發(fā)了一種新型的低鉑膜電極，達到了國際先進水平，是單位燃料電池電堆功率的國際＊＊技術指標。    我們也得到了國內(nèi)外同行的高度評價，這是學術界的一些同行。    除制氫電解槽，膜電極外，我院還有一家合作公司，也在進行流場設計，完全正向開發(fā)。如何實現(xiàn)上游、中游、下游的水平衡和熱平衡，增強脊下對流，改善氣體傳質(zhì)。從電堆的角度來看，我們有電堆的開發(fā)能力。目前，有兩種電堆，一種是75千瓦，另一種是150千瓦。    這是我們實驗室的材料，從單電池到短電堆到長電堆的系統(tǒng)測試和開發(fā)能力。    對于未來，剛才提到燃料電池可以實現(xiàn)3600萬輛汽車的生產(chǎn)，小于1克/100千瓦，這＊＊是大規(guī)模的。我們還需要做以下事情，即新型催化劑、新型離聚物、強化傳質(zhì)和耐腐蝕金屬極板，這是未來需要關注的領域。    燃料電池的工業(yè)化已經(jīng)進入了商業(yè)化的進口期。我們需要更加努力地工作，從追趕到運行，＊終＊＊。這需要制氫電解槽，膜電極板、電堆匹配設計和同步開發(fā)，這是燃料電池未來發(fā)展的方向。

       事實上，目前燃料電池＊大的問題是其成本。從2020年到2021年，成本是指大規(guī)模生產(chǎn)的成本。事實上，與長期的大規(guī)模工業(yè)化仍然存在差距。＊后，在接近內(nèi)燃機水平之前，需要達到30美元/千瓦的水平。然而，降低成本的路徑也非常清晰，包括需要降低成本的關鍵材料和關鍵部件，如燃料電池催化劑、質(zhì)子膜、碳紙、雙極板、極流板和冷卻器。    成本下降的＊大預期是催化劑和膜電極，因為對于整個反應堆，燃料電池催化劑和膜電極可以占成本的70%以上，這是目前難以降低成本的＊大原因。因此，催化劑和膜電極成本的下降是未來燃料電池＊大的瓶頸。    為什么？在未來生產(chǎn)許多集合時，每個人都可能不認為催化劑是一個問題。有些人甚至告訴我，催化劑占整個反應堆的成本不是很高。例如，在生產(chǎn)1000套時，它只有20%到30%，但如果產(chǎn)量增加，例如50萬或100萬套，催化劑的單一成本超過40%進入反應堆，加上膜電極組件、質(zhì)子膜和包裝，可以達到60%以上的成本。因此，降低催化劑和膜電極的成本是燃料電池未來發(fā)展的關鍵技術。    對于燃料電池催化劑來說，＊大的問題是它含有貴金屬鉑，這就是我們通常所說的鉑。因此，未來必須使用低鉑，或超低鉑催化劑，甚至未來的非鉑催化劑，以滿足未來的使用要求和成本要求。同時，當使用超低鉑時，您還需要提高其膜電極性能和使用壽命。    2000年，它是1克/千瓦時的鉑催化劑，一輛汽車燃料電池的發(fā)動機功率假設為100千瓦，大約需要110克，到2008年是0.6-0.8克/千瓦，2020年左右降至00.2克/千瓦，未來能降到0.1克/千瓦，目前還不確定，也是行業(yè)共同努力的目標。    從技術路徑來看，＊早在2000年左右，當時是純鉑顆粒，直徑可達3-4納米，甚至2-3納米；2008年，鉑合金技術開始在國際上使用，可以使鉑的使用量翻倍。制氫電解槽    今天，鉑催化劑仍在使用，＊高可達0.2克/千瓦，已經(jīng)到了極點。走下去的路是什么？這是今天燃料電池發(fā)展遇到的＊大技術障礙，因為如果你不降低成本，它的成本很難與內(nèi)燃機甚至今天的鋰電池相比。當前水平為0.2-0.3克/千瓦，長期目標應小于0.1克/千瓦。    這里有一個簡單的計算。例如，我們的全球鉑年產(chǎn)量約為180噸。如果將其中20%作為燃料電池催化劑使用，對鉑市場的影響可能不會太大，因為一旦這樣做，內(nèi)燃機汽車三元催化劑中的鉑可以轉(zhuǎn)移到燃料電池中。    比如用第一代技術，鉑碳催化劑，100千瓦燃料電池發(fā)動機需要50克鉑，也就是說你可以生產(chǎn)72萬輛汽車，如果是第二代技術，也就是今天國際上使用的更多的合金技術，如果20克/100千瓦，就可以生產(chǎn)180萬輛汽車。制氫電解槽    如果我們使用第三代技術，這是我們一直在開發(fā)的技術。原子單層催化劑可以生產(chǎn)720萬輛汽車，只需要5克/100千瓦，應該稱之為批量生產(chǎn)。＊終能否實現(xiàn)1克/100千瓦，如果能實現(xiàn)，可以生產(chǎn)3600萬輛汽車。    你可能會想，鉑的減少帶來了什么問題？這也是從技術角度解剖其低成本。用于汽車的低鉑有什么問題？對于汽車應用來說，如果鉑的載荷下降，問題就會出現(xiàn)。首先，很難滿足高功率輸出；二是不能實現(xiàn)長壽命運行，二是不能適應復雜的工作條件。    原因有很多，但＊重要的矛盾是大電流區(qū)的性能急劇惡化；二是加速催化劑衰減；第三，在零增濕/低濕條件下，離子電阻顯著增加。制氫電解槽

        第十三屆中國汽車藍皮書論壇于6月10日至12日在合肥舉行。致遠學院常務副院長張俊良出席會議并發(fā)表演講。    張俊良說，目前燃料電池＊大的問題之一是其成本，成本是指批量生產(chǎn)的成本。事實上，與長期的大規(guī)模工業(yè)化還有一點差距。＊后，接近內(nèi)燃機的水平需要達到30美元/千瓦。然而，降低成本的路徑也非常清晰，包括燃料電池催化劑、質(zhì)子膜、碳紙、雙極板、極流板和冷卻器等關鍵材料和關鍵部件。    他指出，成本下降的＊大預期是燃料電池催化劑和膜電極，因為催化劑膜電極可以占整個電堆成本的七成以上，這是目前成本難以下降的＊大原因。因此，他強調(diào)，催化劑和膜電極的成本是未來燃料電池＊大的瓶頸。    他說，目前催化劑占整個電堆的成本不是很高。比如生產(chǎn)1000套的時候，只有20%到30%。但是，如果產(chǎn)量增加，比如五十萬套或者一百萬套，單個催化劑成本在電堆中的四成以上，加上膜電極組件、質(zhì)子膜和包裝，可以達到六成以上。因此，降低催化劑和膜電極成本是燃料電池未來發(fā)展的關鍵技術。    以下是演講實錄    下午好，尊敬各位嘉賓，媒體朋友！    我很高興有機會在這里做報告，和你交流。非常感謝賈可博士和錢先生的邀請。這是我第二次參加這次會議。    我今天的報告題目是“低鉑燃料電池的技術挑戰(zhàn)和應對策略”。    首先，我們來介紹一下我們的研究所。上海交通大學燃料電池研究所成立于1998年，也是國內(nèi)首家在高校成立的專業(yè)燃料電池研究機構(gòu)。講座教授1人，教授2人，副教授15余人。我們的研究領域包括質(zhì)子交換膜燃料電池、固體氧化物燃料電池、鋰電池和儲能電池。我們的研究80%或90%集中在質(zhì)交膜燃料電池上。    研究所具有燃料電池催化劑、膜電極、電堆、系統(tǒng)特征、測試、開發(fā)和集成的能力。例如，我們有無塵實驗室和各種催化劑分析儀器。制氫電解槽    對于燃料電池來說，今天這里有很多專家。事實上，這是氫能行業(yè)的中心環(huán)節(jié)。從上游制氫到中游儲氫燃料電池技術和產(chǎn)品水平，決于我們的燃料電池技術和產(chǎn)品水平。在燃料電池中，質(zhì)子交換膜燃料電池是＊活躍的，因為它具有明顯的優(yōu)勢，即可用于汽車和廣泛的工況變化。    燃料電池的主要優(yōu)點是效率高。與內(nèi)燃機相比，它是綠色無污染的，也被認為是＊＊能源解決方案。它的效率超過60%，負載響應非?？欤芰棵芏确浅８?。    ＊近，我們注意到燃料電池汽車充氫5分鐘，可以跑1000多公里。其關鍵材料，特別是電堆、質(zhì)子膜、碳紙、催化劑、雙極板等。    從電堆到系統(tǒng)，剛才提到有膜電極組件、極板、流場、端板等輔助部件。制氫電解槽    這實際上與我們通?？吹降膬?nèi)燃機非常相似，也是一個開放的系統(tǒng)。與上述鋰電池＊大的區(qū)別是，鋰電池是一個封閉的系統(tǒng)，而燃料電池是一個開放的系統(tǒng)，這導致了許多關鍵問題和矛盾。燃料電池系統(tǒng)相對復雜，技術障礙相對較高。    對于燃料電池，任何工程系統(tǒng)都是一樣的。為了開發(fā)出高質(zhì)量、高科技的燃料電池電堆系統(tǒng)，必須收集所有的元素、材料和部件進行工程優(yōu)化。    例如，您需要注意催化劑來減少其電化學膜化，也需要注意對流場設計和歐姆極化，這＊終將反映電堆組裝和電堆性能。從燃料電池開發(fā)的角度來看，它是整個鏈和整個系統(tǒng)的集成。    在國際上，燃料電池的使用壽命應該已經(jīng)達到了汽車的耐久性，這是美國UTC公司發(fā)布的公交系統(tǒng)燃料電池可達3萬小時，因此燃料電池的使用壽命越來越高，應能滿足汽車的使用要求。制氫電解槽