圖為清華新能源汽車工程中心開發(fā)的燃料電池巴士
近日，中關村儲能產(chǎn)業(yè)技術聯(lián)盟儲能產(chǎn)業(yè)公益沙龍在中國科學院工程熱物理研究所舉行。會上，主講嘉賓清華大學汽車工程系裴普成教授就燃料電池技術及燃料電池應用問題與大家展開探討。作為清華大學教授，裴普成還為現(xiàn)場嘉賓展示了學校在燃料電池研究領域的科技成果。
清華大學燃料電池汽車研究概況
據(jù)裴普成教授介紹，清華大學對燃料電池車的研究從1999年就已經(jīng)開始。當時，清華大學曾安裝了一個5千瓦的電堆在一個小平臺車上。2001年，清華大學用15千瓦電堆裝配了一輛中巴車。2001年，國家科技部立項開展燃料電池客車和燃料電池轎車計劃，清華大學被確定為燃料電池客車的牽頭單位，同濟大學負責牽頭做燃料電池轎車。
2002年12月30日晚，清華大學的50千瓦燃料電池客車從實驗室開出來。這是中國第一輛燃料電池客車，也第一臺氫空型燃料電池系統(tǒng)裝車，是真正的燃料電池發(fā)動機汽車。在之前清華大學的燃料電池車上，都是用氧氣瓶供氣，燃料電池使用的是純氧。
2002年之后，清華大學曾逐年提升對燃料電池系統(tǒng)功率的要求，最高到130千瓦。研究得知，燃料電池的功率并非越大越好。比如安裝一輛12到13噸的汽車，幾十千瓦的燃料電池就已經(jīng)足夠使用，因為還有蓄電池組的儲能。現(xiàn)在，清華大學做的燃料電池客車基本使用的燃料電池功率在50到60千瓦。
2008年，清華大學在北京奧運會期間投入了三輛燃料電池公交車，與2007年戴克公司試運行的汽車走同樣路線、停同樣站臺，并同樣運行一年時間，以此對燃料電池的性能進行考核。與戴克的三輛車相比，清華大學燃料電池汽車的氫氣消耗量明顯低很多。戴克的汽車百公里耗氫量約為百公里16公斤，而清華把汽車的耗氫量降至7到8公斤。此后，清華大學又為2010年上海世博會提供三輛公交車，并運行半年；同年，為新加坡首屆國際青奧會提供一輛燃料電池公交車，并運行半年。它們經(jīng)歷春夏秋冬、高溫多雨的考驗，狀態(tài)良好。
通過比對戴克同一批次的汽車，在北京運行的3輛車大概運行800到900個小時就不行了，在歐洲運行的使用壽命要好得多。在戴克的總結(jié)報告會上，令人印象深刻的結(jié)論是北京的空氣質(zhì)量太差。因此中國燃料電池汽車的發(fā)展，環(huán)境因素增加了更大挑戰(zhàn)，也證明發(fā)展燃料電池車更有必要。
與國外燃料電池相比，我國燃料電池堆內(nèi)部一致性較差。國外先進燃料電池堆都是生產(chǎn)線上下來的，一致性較好。而國內(nèi)的生產(chǎn)環(huán)節(jié)存在很多人為因素，導致結(jié)果不好控制。為提高電堆一致性，延長燃料電池壽命，裴普成教授領導的研究組開展了如下工作。
雙極板批量制造技術
清華在FC耐久性方面做了很多努力，研究了雙極板批量制造技術。過去制作雙極板使用雕刻技術，購買板子然后雕刻加工，通常一張板子的原材料需要300元，加工費400元，總成本約700元,一個雙極板需要兩張板。國外使用沖壓技術生產(chǎn)一個雙極板僅需要6美元。清華大學曾設計出模壓柔性石墨雙極板、沖壓金屬雙極板。一方面可以降低成本，另一方面能保障雙極板的一致性。
