最近，我國燃料電池產業發展步伐有加快的趨勢，在一片繁榮景象中，有人擔憂我國燃料電池產業不掌握核心技術，造成一種“虛胖”的假象。其實有這種擔憂合情合理，因為在幾年前，我國示范推廣的燃料電池車輛使用的電堆全部依賴進口。總體上，我國燃料電池技術與國際先進水平有較大差距。

如今，這種差距正在縮小。2月23日，蘇州擎動科技有限公司自主研發的國內首套“卷對卷直接涂布法”膜電極生產線正式投產。蘇州擎動科技有限公司總經理朱威告訴《中國汽車報》記者，這標志著中國燃料電池上游核心制造技術突破了國外的壁壘。蘇州擎動生產的MEA成本比進口降低一半，燃料電池汽車徹底國產化不再是“癡人說夢”。

?核心技術有差距

電堆是燃料電池核心部件之一，膜電極組件（MEA）又是電堆中的核心部件之一。MEA把質子交換膜(PEMs)、催化劑和電極組合在一起，讓氫氣與氧氣在此進行電化學反應，產生電能驅動車輛前行。MEA的性能很大程度上決定著電堆水平的高低。

我國確立新能源汽車發展方向后，有些企業選擇了燃料電池道路，從核心部件電堆入手。但是，由于國內MEA組件與國外有較大差距，企業即便小規模試生產電堆，也需要從國外進口MEA組件。這種差距嚴重制約著我國燃料電池產業發展。

MEA作為核心零部件之一，從技術的角度來看，主要有4個難點：在低鉑載量、大電流操作條件下陰極氧傳輸極化；膜電極性能高度一致；優化水管理，實現膜電極內部水循環，適應無增濕條件運行；實現抗反極、冷啟動等特性。

在4個難點上，國內的MEA與國際先進水平仍有一定差距。從催化劑體系來看，國內普遍采用純鉑，國外已研發出鉑合金。豐田Mirai的鉑用量大幅度降低，秘密就在這里。在催化劑載體體系方面，國內大多數采用傳統碳黑和碳納米管，國外已使用改性碳黑、實心碳球和高分子材料。從制備工藝的角度看，國內普遍沒有達到量產水平，國外已實現公斤級量產。從質子交換膜的厚度來看，國內普遍為15μm，國外已小于10μm。

從生產制造的角度看，第一代制造技術是GDE，即催化劑涂布在GDL上，然后與質子膜熱壓成型。第二代制造技術是CCM，但是這里存在兩種方法，一種是90年代初LosAlamos實驗室發明的“轉印（decal）”方法，另一種是將催化劑涂布到質子交換膜上，卷對卷方式。朱威說：“蘇州擎動采用的就是卷對卷方式。卷對卷方式在產品性能、壽命以及生產效率、成本上都優于轉印法，但是設備的投入成本較高。”目前，國際上已有第三代制造技術有序化膜電極，3M公司開發的NSTF電極。

催化劑在燃料電池中扮演著非常重要的“中間人”角色，在一定程度上決定了電堆的性能。體質強弱差別較大的“中間人”的壽命和能力也相差較大。

蘇州擎動研發生產的膜電極可滿足客車10000小時的運行壽命要求。為此，朱威向《中國汽車報》記者展示了與國際上同類某知名品牌（簡稱Z品牌）催化劑的對比結果。

對比分為三個方面。在額定輸出功率方面，0.67V時輸出功率對比，蘇州擎動為0.8W，Z品牌為0.83W。在催化劑耐久性循環測試方面，1A/cm2時輸出損失對比，蘇州擎動為14mV，Z品牌為18mV；電化學比表面積損失對比，蘇州擎動為30%，Z品牌為48%。在催化劑載體耐久性循環測試方面，1A/cm2時輸出損失對比，蘇州擎動為14mV，Z品牌為343mV；電化學比表面積損失對比，蘇州擎動為11%，Z品牌為67%。從催化劑的對比來說，蘇州擎動的產品大多數性能指標不遜于國外同類競品。

朱威還向《中國汽車報》記者展示了MEA的對比結果。在性能方面，蘇州擎動為1.0-1.2W/cm2，Z品牌為0.8-1.0W/cm2；在適合方面，蘇州擎動MEA大于5000小時，Z品牌為3000-5000小時；在一致性方面，蘇州擎動為+-5mV，Z品牌為+-10mV；在成本方面，蘇州擎動為1.0-1.3元/cm2，Z品牌為1.5-1.8元/cm2。

“蘇州擎動的催化劑不是純鉑產品，我們已研發出鉑碳和鉑鈷合金催化劑，并且能夠滿足燃料電池汽車商業化的技術要求。”朱威說。

據了解，在客車上，鉑碳催化劑MEA的功率為2kW/L，使用壽命大于10000小時，用量為0.55g/kW。鉑鈷合金催化劑的功率大于3kW/L，使用壽命大于20000小時，用量為0.3g/kW。在乘用車上，鉑碳催化劑MEA的功率大于3kW/L，使用壽命大于5000小時，用量為0.38g/kW。鉑鈷合金催化劑的功率大于4kW/L，使用壽命大于8000小時，用量為0.2g/kW。

朱威說：“蘇州擎動研發的高性能鉑合金催化劑，質量比活性可達傳統Pt/C的4倍以上，20000個循環后活性僅下降40%，具有較優異的耐久性能，冷啟動溫度可達-30℃。卷對卷直接涂布法膜電極生產線投產后，具備了批量生產能力。”

?各方共促燃料電池產業發展

近年我國燃料電池汽車銷量增長較快，2016年僅為629輛，2018年已增長到1527輛，2019年1月份增長勢頭更猛，實現銷售400輛。北京億華通科技股份有限公司市場總監鄭元春說：“近年來，我國燃料電池產業快速發展是各方共同努力的結果。我國制定的氫能及燃料電池技術發展路線圖指明了產業發展方向，多個地方政府出臺鼓勵政策調動了大家的積極性，燃料電池企業不斷努力縮小了與國際先進水平的差距。多種因素匯聚在一起展現出燃料電池商業化的美好前景。”

近年來，我國燃料電池產業涌現出一批致力于技術提升的企業，億華通收購神力后，不斷研發新產品。鄭元春說：“億華通自主研發的電堆已能滿足2022年冬奧會的使用要求。”

近日，國家電投集團氫能科技發展有限公司也傳出喜訊。新研制的燃料電池實現了全產業鏈的完全自主化，具有技術水平先進、成本低等優勢，有助于燃料電池在我國大規模應用。據了解，該燃料電池屬于第三代電堆，對標目前世界最先進水平。功率密度大于3.0千瓦/升，耐久性能預計大于10000小時，鉑用量小于30克/120千瓦。

我國制定的路線圖分別設定了各個階段達成的目標，2020年電堆的效率最高達到60%，冷啟動溫度達到-30℃，材料成本為1000元/kW，乘用車的額定功率為70kW，壽命5000小時，體積功率比為3.0kW/L，質量比功率為2.0kW/kg。商用車額定功率為70kW，壽命10000小時，體積功率比為2.0kW/L。總體來看，我國路線圖設定的目標大多數提前達到。

地方政府出臺的鼓勵政策對我國燃料電池發展起到了積極的推動作用。據不完全統計，廣東、上海、武漢、佛山、蘇州等10個省市出臺了燃料電池相關政策，對燃料電池車輛給予補貼，并且支持加氫站的建設。除此之外，全國還有不少地方將出臺燃料電池領域的鼓勵政策。

在各地方政府的支持下，廣東佛山首先開通燃料電池公交車的示范運行。四川則是繼廣東之后全國第2個開展氫燃料電池客車商業示范運行的省份，10輛氫燃料電池公交車已投入成都市郫都區P09公交線載客運行，鄭州市也開通了727路燃料電池公交線路。

燃料電池汽車作為未來的發展方向，最早興起于西方發達國家，我國最初與國際先進水平差距較大，在各方的共同努力下，近年來差距正在縮小。只要大家沿著正確的方向不斷努力，在不久的將來，我國有希望與幾個發達國家站在同一起跑線上。