“大功率”正成为我国燃料电池产业的关键词之一。
近日，长城上燃动力发布了大功率燃料电池发动机“超越-神州200”，额定功率达 200千瓦。此前，亿华通、氢璞创能、重塑科技等多家燃料电池企业均推出了大功率产品，并继续研发更大功率的燃料电池。
业内人士认为，在政策及“柴改氢”需求等多重因素推动下，国内燃料电池电堆及系统正向大功率快速迭代升级。长远来看，大功率燃料电池可在船舶、储能等领域推广应用，有助于拓宽氢能的应用边界。同时，燃料电池产品的性能、可靠性等也需不断提高。
中重型商用车产业化是重要驱动
2018年，国内燃料电池功率大多不超过60千瓦；2019年，氢能被首次写入《政府工作报告》，燃料电池汽车产业随之加速，相关研发也开始“向上”突破。
经过几年发展，2021年，新源动力和清能股份发布的燃料电池产品最高功率均突破150千瓦，新研氢能、雄韬氢瑞、重塑科技和国鸿氢能等燃料电池企业的产品功率均突破110千瓦，并向更大功率迈进。2021年10月下旬，上海氢晨科技宣布，其单堆额定功率230千瓦的大功率金属板电堆完成性能测试，预计今年上半年推向市场。2021年12月，燃料电池龙头企业亿华通发布的单系统车用燃料电池发动机额定功率突破200千瓦，燃料电池大功率发展成果不断显现。
广东国鸿氢能副总经理燕希强告诉记者：“国内燃料电池追求大功率与补贴政策密切相关。2021年以来，燃料电池系统最大补贴功率上限提升至110千瓦。”同时，由于补贴政策强调重点推动燃料电池在中重型商用车领域产业化应用，并向重型货车倾斜，且重卡对更大功率燃料电池有实际应用需求，因此未来燃料电池的功率将进一步提升。
船舶、储能等领域市场潜力大
除政策激励外，市场潜力也驱动燃料电池企业追求大功率技术突破。
据了解，与锂电池相比，燃料电池成本高，且电堆功率不能满足重卡200-300千瓦的需求，因此目前重卡装车普遍采用“110千瓦左右的燃料电池电堆+锂电池”的电电混合方式。佛山市清极能源科技有限公司董事长钱伟表示，燃料电池有较大的技术提升空间，功率进阶后能够满足重卡需求，可实现完全替代。
燕希强表示，传统柴油重卡污染大，“柴改氢”需求迫切，将给大功率燃料电池带来更多市场需求。而且，不仅是交通领域，大功率燃料电池在船舶、储能等领域也有市场潜力，可有效拓宽氢能的应用边界。
“降碳目标下，航运业减排压力大，这给船舶应用燃料电池带来契机，前景广阔。而且，大型船舶对燃料电池的功率要求更高，因此现阶段对大功率燃料电池的攻关，可为氢能船舶发展奠定技术基础。”燕希强表示。同时，燃料电池在储能领域可发挥调峰作用，即在白天光伏发电高峰时进行电解水制氢储存，晚上低谷时利用燃料电池发电，帮助电网调峰，这需要更大功率的燃料电池设备。
可靠性、经济性等问题待解
燃料电池本身具有较大功率和能量密度的潜力，因此，要推动燃料电池步入大功率时代，离不开经验技术的积累与提高。
燕希强认为：“重卡对电堆系统功率、续航里程和续航时间的要求较高，并需要更好的环境适应性，同时大功率燃料电池也意味着更多的氢气需求。”这要求相关企业在追求大功率电堆的同时，保证产品的可靠性和寿命，提高燃料电池的经济性。
“不同功率的电堆差别不大，但从生产、技术角度来看，更大功率电堆意味着单节电池片数量增长，将导致电池片的损坏概率更高，这对企业的产品质量、精度、一致性等工艺提出了更高要求。”燕希强表示，催化剂、膜等关键零部件和原材料的技术进步，关乎电堆性能的提升。但目前上述原材料依赖进口，因此有必要加快其国产化进程。
钱伟强调：“技术提升不是单节电池片片数堆砌或简单的结构调整，而是在设计中考虑电堆体积比功率、散热等多种条件的优化整合，实现质子交换膜薄而强韧、催化剂活性越来越高，以及电流密度和工艺稳定性等全方位的技术提升，同时缩短产品验证周期。”因此，燃料电池企业应保证所有产品的试点示范合规，并找到与之契合的示范场景，最大程度进行数据收集、迭代、优化，为下一步研发积累数据、提供经验。
