1月14日消息，中國氫能聯盟理事單位清華大學核研院燃料電池實驗室承擔的科技部重點研發計劃課題“基于新材料體系的大功率燃料電池技術及應用示范”取得突破，成功研制出超過100千瓦大功率燃料電池電堆，并完成測試驗證。

去年以來，隨著國家補貼政策落地，各地政府紛紛出臺相應政策文件，進一步加強對氫能產業的布局規劃。我國氫燃料電池產業即將進入“產業化發展”的前夕，但“痛點”仍在電堆的成本和技術。

目前，氫燃料電池不僅可以解決鋰電池的里程短板，還在重載、長距離場景中優勢明顯。為滿足大型車輛、商用車的需求，未來燃料電池必將朝大功率的方向發展。

由于起步較晚，我國燃料電池電堆水平與先進國家相比較為落后，無論是單堆功率、功率密度還是使用壽命等方面，均存在一定差距。

在2020年《新能源汽車推薦目錄》的燃料電池商用車中，燃料電池系統額定功率呈明顯遞增趨勢，前1-8批次燃料電池系統額定功率集中在40-60千瓦之間；9-12批次燃料電池系統額定功率在60-90千瓦之間的車型居多；第13批的17款，電池功率平均功率為7千瓦，而2020年上半年中國氫燃料電池的平均額定裝機功率僅為49.58千瓦。

燃料電池的設計研發分為膜電極、雙極板、電堆封裝以及BOP系統（包含氫氣子系統、空氣子系統、散熱系統、電控單元等）四大部分。燃料電池單堆功率達到100千瓦并非是單純的數量疊加。單堆功率提高意味著功率密度提高，對元件散熱等工藝都提出了更高要求。

針對大功率燃料電池電堆的開發難點，該實驗室采用316L不銹鋼箔材和兩板三場的結構、無定型碳的防腐涂層設計，并聯合浙江鋒源氫能科技公司，建立了高耐腐蝕的超薄金屬雙極板連續制成生產線；

另外，通過膜電極材料體系、漿料配制和涂覆工藝改進，從整體上優化了催化層中多相物質傳輸通道與三相反應界面，大幅提升了膜電極的性能(最大功率密度達到2.1瓦/平方厘米)。

基于以上關鍵部件，該實驗室通過多輪的電堆結構優化設計、流體分配與流場分布仿真驗證，解決了大功率電堆溫度、壓力、濕度差異化分布難題，組裝出了超過100千瓦的大功率燃料電池電堆，并通過長城汽車股份公司的第三方測試，在車用工況下，額定功率達到103.2千瓦（3.55千瓦/升），在額定功率點穩定測試超過一小時，期間輸出功率波動不足1%。最高功率輸出達到125kW(4.3千瓦/升)。

該成果具有自主知識產權，在交通動力、儲能調峰、熱電聯供等工業領域具有廣闊的應用前景。