目前,在國內(nèi)外市場(chǎng)上都還沒有看到燃料電池車產(chǎn)業(yè)化的跡象。清華大學(xué)汽車工程系裴普成教授認(rèn)為,燃料電池車要形成產(chǎn)業(yè)化,還要在成本控制和電池耐久性兩方面做進(jìn)一步提升。
成本控制:鉑的用量是關(guān)鍵
在美國,每年都會(huì)對(duì)燃料電池車的技術(shù)指標(biāo)做出評(píng)估,目標(biāo)是要讓燃料電池車的成本能夠與內(nèi)燃機(jī)汽車相當(dāng)。現(xiàn)在,內(nèi)燃機(jī)汽車的成本大約為每千瓦30美元左右,按50萬臺(tái)套燃料電池系統(tǒng)進(jìn)行評(píng)估,成本大約為每千瓦50美元。
裴普成教授表示,鉑的用量是決定燃料電池成本的關(guān)鍵因素。幾年前,國內(nèi)外燃料電池中鉑的用量大概是每平方厘米0.6到0.7毫克,隨著技術(shù)提升,實(shí)際用量降低到每平方厘米0.4毫克左右,而實(shí)驗(yàn)室數(shù)據(jù)現(xiàn)在已經(jīng)可以做到0.15毫克。如果在實(shí)際應(yīng)用中,鉑的用量能夠控制到每平方厘米0.2毫克,就能夠達(dá)到成本控制目標(biāo)。
同時(shí),裴普成教授還指出,電池壽命長短也與鉑的用量有直接關(guān)系,因?yàn)殡S著電池使用時(shí)間的增加,鉑的有效面積會(huì)逐漸減少。隨著技術(shù)的提高,鉑的用量將會(huì)朝著每千瓦30美元的成本目標(biāo)進(jìn)一步降低,甚至達(dá)到每千瓦0.1克的用鉑量。如果能夠達(dá)到這樣的技術(shù)指標(biāo),相當(dāng)于現(xiàn)在內(nèi)燃機(jī)汽車三效催化劑的用量,就會(huì)顯示出成本優(yōu)勢(shì)。
現(xiàn)在,越來越多的機(jī)構(gòu)在進(jìn)行降低燃料電池中鉑用量的研究。日本同志社大學(xué)最近開發(fā)出一種核殼催化劑,能夠大大降低燃料電池中鉑的用量,其優(yōu)勢(shì)在于能夠批量生產(chǎn)。根據(jù)公布的數(shù)據(jù),這種催化劑在活化后性能比碳載鉑的性能還高。
3M公司在催化劑方面使用了納米須技術(shù),2008年,鉑的用量就達(dá)到了每平方厘米0.25毫克的水準(zhǔn),2009年這一數(shù)據(jù)又降低到了0.15毫克,而且0.15毫克比0.25毫克的性能還好。
此外,日本豐田曾提出要在2015年上市燃料電池汽車,售價(jià)約為5萬美元一輛,并且在2013年的展覽會(huì)上已經(jīng)展出樣車。
耐久性提升:國外先進(jìn)技術(shù)值得借鑒
除了成本原因,裴普成教授還指出,一些技術(shù)原因也限制了燃料電池汽車的產(chǎn)業(yè)化發(fā)展。
只要燃料電池的壽命達(dá)到5000到10000小時(shí),燃料電池汽車就可以商業(yè)化了。雖然燃料電池的壽命,最高紀(jì)錄已達(dá)到了10000小時(shí),但多數(shù)燃料電池的壽命仍然都在2000小時(shí)左右,能達(dá)到5000小時(shí)的還很少。
2011年8月,UTC公布其在燃料電池耐久性方面的考核報(bào)告。在三輛車同時(shí)做示范運(yùn)行的情況下,其中一輛率先突破了10000小時(shí),并且期間沒有更換任何零部件,這是一個(gè)很大的進(jìn)步。
裴普成教授分析,UTC的燃料電池汽車之所以能跑到10000小時(shí),跟他們選用低壓、電堆自增濕、柔性石墨雙極板等技術(shù)有關(guān),這些因素值得我們借鑒。