未势能源“氢”尽全力 加速实现碳中和愿景

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来源: 作者: 编辑:蒲睿 2021-06-18 10:07:04

内容提要: 作为清洁能源,氢能一直被列为是人类能源危机和环境污染的终极解决方案。如今,因为碳中和目标的提出,成为了氢能行业发展的催化剂,由此引领和加速了新一轮的能源革命。

  作为清洁能源,氢能一直被列为是人类能源危机和环境污染的终极解决方案。如今,因为碳中和目标的提出,成为了氢能行业发展的催化剂,由此引领和加速了新一轮的能源革命。

  于是,现在氢能源的战略地位被“无限拔高”,全球各个国家都在争相发展氢能源。但是因为起步时间不同、政策力度不同、规划节点不同,每个国家氢能行业的发展水平,也是不一致的。

  中国氢能行业尚在起步,但潜力巨大

  目前来看,日本在氢能行业走得最为靠前,氢能和燃料电池技术拥有专利数全球第一,已实现燃料电池车和家用热电联供系统的大规模商业化推广,同时美国和欧洲的氢能发展也十分迅速,不断在氢气生产、氢气储存和氢气利用方面进行创新。

  与之相比,中国的氢能行业还处于起步阶段:国内氢能和燃料电池产业链的不完善导致电池成本较高;燃料电池零部件的相关公司仍然很少;并且基本的关键材料和部件,如质子交换膜、碳纸、催化剂等,与国际先进产品相比,在可靠性和耐用性方面仍然存在很大差距,并且大多数关键组件仍然依赖进口。

  事实上,中国在氢能发展方面优势明显:首先是制氢工业基础雄厚,在氢能还没有作为重要能源的时候,国内每年氢的产能大约有2500万吨,产量也在2000万吨以上,是产氢大国;其次,氢燃料电池车是氢能初期应用的突破口与主要市场,而中国是目前全球第一汽车销量大国,另外包括钢铁、水泥、化工等,中国产量连续多年居世界首位,氢气可为其提供高品质的燃料和原料,市场前景潜力巨大。

  而中国的氢能行业之所以还处于起步阶段,最关键的还是因为目前市场中,存在技术线路不统一,相关技术标准模糊、检测体系不健全等一系列问题。

  未势能源,前来“一定乾坤”

  在6月8日,第六届国际氢能与燃料电池汽车大会(FCVC 2021)开幕,如果稍微对FCVC大会进行了解,就可以得知,这是目前世界范围内,氢能领域中最具权威性、专业性和前瞻性的大会。

  其中,未势能源科技有限公司受邀参会,并重磅举行“天星·氢享会”,正式启动“双子星计划”,其中电堆系统、燃料电池系统、储氢系统三大天团重磅亮相,并带来了最新的氢能源技术和产品,可谓是FCVC 2021大会上,最闪亮、最引人注目的一颗星。

  未势能源可以说是国内氢能与燃料电池汽车产业领域自主创新优秀企业之一,汇聚来自欧美日等多国超十年氢能技术研发经验的外籍专家,目前关键技术国际化研发团队已达430余人,中外籍专家有53名之多,并且分别在上海、保定、日本、德国、加拿大布局五大研发中心,形成“四国五地”的研发格局。

  同时,未势能源还不断拓展自己的“朋友圈”,已经与中船重工718所、东风商用车、捷氢科技、中石化、开沃汽车、氢璞创能等建立合作关系,而在FCVC 2021大会上,未势能源与天津大学进行了签约,将与天津大学中国汽车战略发展研究中心携手共进,促进氢能行业的高质量发展。

  所以,未势能源正在朝着目标前进,而以目前未势能源的实力来说,确实也已经具备这样的素质。

  先进技术背书,优秀展品站台

  先进的技术以及优秀的产品,是未势能源实力的体现。

  1. 技术:

  电堆技术方面:未势能源依靠自主研发4大杀手锏技术,大大提升了燃料电池电堆性能。

  杀手锏1:双极板设计

  通过“单流道特征设计→流道配合形式选择→流场长宽布置→三场流动性校核”的方式,保证了金属双极板的气体分配均匀性及压降,提升了气体传质的稳定性,有效保证了单体电池电压的均匀性。

  杀手锏2:膜电极工艺开发

  未势能源的2.5代卷对卷涂布工艺,具备催化剂裁量公差<1%、极差<3%、电压偏差<10mV、高耐久性膜电极封装设计>10000h、独有碳纸弹性稳定工艺减小压降等优点。
“卷对卷涂布法”是国际先进的膜电极制造工艺,而未势能源的2.5代卷对卷涂布工艺,更是在这一领域,实现全新突破。

  杀手锏3:电堆整体均匀性仿真

  使用 “堆芯级—整堆级—系统级”的方式,对整堆均匀性进行迭代仿真。优化双极板歧管、端板歧管及系统汇流板歧管的设计,使得堆芯级-整堆级-系统级流体分配均匀性均控制在-5%∽+5%范围内,确保三腔压降过渡均匀,消除剧烈变化区域,从源头上保证了整堆电压一致性。

  杀手锏4:堆叠工艺过程控制
通过先进的自动化生产设备和视觉检测与定位系统,严格控制叠堆精度,保证整堆的均匀性要求。

  燃料电池系统方面:包括空压机、增湿器、氢气循环、燃料电池电堆电压检测、燃料电池控制、DCDC等关键零部件实现突破,并且自研的氢燃料发动机,配备的车载动态监控电堆健康提高了可靠性、多变量解耦闭环控制提高了环境适应性、进氢喷射+氢循环引射集成模块降低了成本、智能控制提高了效率、模块化集成增大了功率密度等等,都证明在关键的核心技术方面,未势能源完全实现自主。

  储氢技术方面:未势能源已正式开启验证液氢制备-储存-运输-加注全链技术和经济性探索,并将重点围绕国内重载领域大容量车载储氢需求,进行车载液氢系统与液氢转注的研发工作,可以说是一步一个脚印,正在稳步推进中。

  2. 产品:

  未势能源自主开发150kW平台化燃料电池电堆,同步形成130kW、100kW、80kW等一系列产品,可满足市场不同客户的需求,覆盖SUV、客车、皮卡及重卡等多种应用场景。

  值得一提的是,150kW燃料电池堆是未势能源自主研发的新一代高功率密度金属板水冷电堆,集成了高功率密度单电池、一体式注塑端板、高兼容性单电池电压采集单元、自动化堆叠工艺、弹性稳定化工艺等系列先进技术,并应用了水冷金属双极板、两板三场等主流技术,配合严谨的测试体系,使得该电堆产品具有“高性能、高可靠、高安全”的技术特点。150kW燃料电池堆关键技术参数行业领先,其中堆芯体积功率密度大于4.2kW/L,电堆模块重量功率密度1.8kW/kg,冷启动温度-30℃,耐久性突破10000小时,且重量仅为82kg,关键零部件(如双极板、膜电极等)均已实现完全国产化,与国内同类产品相比,具有明显优势而有了未势能源作为强有力的技术背书,逐渐下放到产品当中,也会让本土汽车品牌在面对现代汽车、丰田汽车等强悍对手时,表现的更加从容且游刃有余。

  商用车/乘用车氢燃料发动机:未势能源分别针对商用车和乘用车,推出了两款发动机产品。商用车发动机,针对商用车正向设计,满足商用车工况要求,额定净输出功率达到95kW,质量比功率密度是440W/kg,体积比功率密度是620W/L,具备氢耗低的优势,做到了行业领先;乘用车发动机采用高度集成化设计,国产化率及性价比高,可靠性高,性能稳定,预计会在2021年底预量产。

  70MPa车载Ⅳ型储氢气瓶:未势能源的70MPa车载Ⅳ型储氢气瓶,采用干法缠绕工艺,爆破强度和压力循环寿命一致性更高、离散系数可控制在2%~3%、较湿法缠绕其复材用量减少15%,产品质量储氢密度方面相比同类产品更具市场优势,且极大降低了制造成本,更容易广泛应用。

  3. 成果:

  未势能源与大运、东风、福田三家企业合作,成立“百辆氢能重卡示范项目”,其中联合开发的氢能重卡车型,配套上燃动力自主研发的111kW燃料电池系统“超越300EP”,该发动机秉承低成本,高寿命,高效率,高集成化,车规级设计理念,专门为重载大功率商用车定制开发。

  该项目基于雄安新区“容易线”建筑骨料运输需求,不日将正式落地投入运营,助力雄安新区建设千年大计,并将依托该项目经验进一步扩展至其它地区,推动绿色交通体系高质量发展, 助力“3060”双碳目标的快速实现。

  新成果再获奖项,未势能源“永不止步”

  除了上面所提之外,在2021年FCVC大会上,未势能源的全新研发成果:150kW水冷金属板燃料电池电堆,荣获第二届氢能与燃料电池技术创新奖二等奖。这代表了整个氢能行业专家及产业链上下游同仁,对未势能源在氢燃料电池领域的技术创新与产品研发能力的一致认可。

  同样是150kW的电堆产品,未势能源电堆的重量仅为82kg,而国内其他品牌的电堆产品重量达130kg;重量比功率,未势能源电堆是1.8,相对其他两个国内品牌的1.1和1.5的数据来说,也要表现更加出色。未势能源150kW燃料电池电堆的推出,不仅扩充了燃料电池电堆市场品类,充分展示了国产化燃料电池技术及核心部件创新、制造能力的突破,也带动氢能燃料电池行业的进步。

  未势能源,定义氢能未来

  正所谓“革命尚未成功,仍需努力”,未势能源凭借自己强大的研发实力、深厚的技术储备、长远的目标规划,随着时间推移,未势能源势必会在氢能源领域的发展更加持续深入,不但要全面领先于其他对手,还要为中国氢能行业发展,注意一剂强心针,让中国氢能发展站在世界前列。

  但还不仅仅如此,未势能源基于氢燃料电池产品核心部件和关键技术研发,跨越汽车交通领域,联合产业上下游企业,构建的“制-储-运-加-应用”一体化产业链生态体系,为氢能拓展应用创造了更为广阔的发展空间,未势能源将定义氢能未来,为“构建永续美好的氢能社会”而不断贡献自己的力量!

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