“氫”+“氧”產(chǎn)生水。 這種簡單的物理反應代表了未來新能源汽車發(fā)展的高層方向。 而且，如何充分利用車用燃料電池中的氧氣，形成“高、大、長”的動力，是國際上的難題。 明天上午，解決這一國際困境的辦法將突然出現(xiàn)在2019年北京科學技術獎勵大會的主席臺上。 由北京交通大學、河北大學聯(lián)合攻關的“高功率密度燃料電池薄金屬雙極板及大規(guī)模精密制造技術”明天將入選2019年北京市技術發(fā)明獎特等獎。

“引擎”里有東西

發(fā)展生物質(zhì)能源和燃料電池汽車已成為全球共識。 我國已將燃料電池汽車納入國家發(fā)展戰(zhàn)略。 預計2030年年產(chǎn)值將達到100萬輛。而燃油板就是這種未來汽車的“引擎”。 隱藏在“發(fā)動機”中，由數(shù)百塊電池板“手拉手”組成的電池堆，是燃料電池形成的動力源核心； 又因為電池堆占燃料電池系統(tǒng)成本的60%，占整車成本的30%，電池堆是提高燃料電池汽車成本的“金鑰匙”。

“由于汽車市場對大功率、遠距離、低成本的要求，燃料電池電堆的發(fā)展趨勢應該是從原來的增程或低功率向全功率模式發(fā)展?！?項目負責人、北京交通大學機械與動力工程大學院士賴新民告訴記者，高功率密度、高功率輸出、長壽命運行、低成本制造的車用電堆研發(fā)取得了長足進步。從2005年開始成為整個科研團隊的初衷。

要實現(xiàn)這一目標，必須顛覆傳統(tǒng)的石墨板堆。 “乘用車燃料電池對體積重量要求嚴格，碳材料電池極板又大又重。” 但換代說起來容易，在實踐中需要從技術到生產(chǎn)全部自主創(chuàng)新。 經(jīng)過十余年的研究，該項目終于發(fā)明了一種新型結(jié)構(gòu)的薄金屬雙極板“兩板三場”。 基于這種結(jié)構(gòu)，氫、氧、水流場的新分布方式，創(chuàng)造了三代12片金屬雙極板。

金屬板材的“中國方案”

這不就是車牌嗎？ 將這塊長40分米、寬10分米的金屬板握在手中，很難想象這是“十五年磨一劍”。 只見這塊長度不超過1.2毫米的金屬板上刻著整齊有序的花紋，似乎并沒有什么特別之處。 也正是它，金屬板的長度較業(yè)界最薄的石墨板減少了52%，石墨板電堆的功率密度提高了2.4倍，讓燃料電池成功地放在了前面卡車的駕駛室。

那么，這400塊金屬板就必須緊密“排列”在一起，不能“擠在一起”。 研究人員開創(chuàng)了密合板多步成形偏差補償、激光點焊變形抑制等一系列新技術。 新技術突破了金屬雙極板堆疊的接觸均勻性困境。 研制出全球首款400片115千瓦大功率車用電堆，實現(xiàn)燃料電池汽車全功率驅(qū)動，一次加氧，一口氣可跑600公里。

在2019世界新能源汽車大會上，項目組研發(fā)的電堆技術震驚了所有人，被評為代表新能源汽車方向的八項前沿技術之一。 國內(nèi)外知名汽車品牌企業(yè)紛紛來到位于臨港的廣州至臻考察并提出多方面的合作意向。

創(chuàng)新鏈的“第一步”

對于金屬雙極板而言，提出新結(jié)構(gòu)和開發(fā)新產(chǎn)品只是長鏈創(chuàng)新的第一步。 高功率密度燃料電池薄金屬雙極板，根據(jù)論文項目繪制生產(chǎn)圖紙； 搭載“交大”金屬雙極板電堆的新能源汽車加速從生產(chǎn)線走向高速公路。 賴新民與志同道合的朋友和同學們，依靠多年的科研項目創(chuàng)業(yè)，創(chuàng)立了北京至臻。

值得“慶幸”的是，公司發(fā)展之初，連續(xù)兩年獲得上汽集團燃料電池技術研究項目的穩(wěn)定投資，鑫源動力大力配合。 同時，北京市教委和臨港集團的持續(xù)支持，讓這家員工不到10人的小型科技公司迅速成長為擁有80多名員工的成長型企業(yè)。 現(xiàn)在，該團隊已建成年產(chǎn)50萬片金屬板的全流程生產(chǎn)線，占據(jù)國外氫能源燃料電池市場的一半以上。

“這只是中國氫能源燃料電池汽車發(fā)展的一小步?！?賴新民表示，中國汽車要想真正實現(xiàn)新能源汽車的角會，需要在多個零部件、材料、系統(tǒng)等方面有更大的創(chuàng)新。 突破。

新民報記者 馬亞寧