可能很多人不会想到，国内第一款量产的氢燃料电池新能源车居然是由长安制造。
7月25日，长安深蓝SL03正式发布。除了纯电版、增程版之外，还有一款续航里程730km、百公里耗氢0.65kg、加满氢只需要3分钟的氢电版本。
长安的氢能技术如何？氢能车的前景如何？今天前沿君通过专利为大家解读。
01长安的氢能技术如何？
虽然深蓝SL03氢电版今年发布，但从专利中可以看到，长安早在2010年，就已经在研究氢燃料电池了。
2010年长安申请了一件名为《一种具有散热系统的汽车氢燃料电池组》的发明专利，这件专利主要通过氢燃料电池的模块的结构设计，以及通风口、散热口的结构设计，让电池组在使用过程中的温度场分布均匀, 提高电池性能的可靠性和一致性, 提高整车的性能和运行安全性。
从2010年至今，长安在氢燃料电池领域已经拥有23件已获授权及尚在申请中的专利。
专利数量并不算多，但从技术点上来看，其涵盖了氢能产业的方方面面。其中涉及制氢的有2件，涉及储存氢气的1件，涉及电池的最多，共17件，涉及加氢的3件。
我们挑选几件近期的专利看看长安的氢能技术。
关于制氢
目前，化工副产物制氢是比较成熟的方案。通过工业中的焦炉煤气制氢成本较低，但是杂质的净化和产品氢气中微量杂质的控制是难点。通过天然气制氢在国外比较成熟，但不适用于我国贫油、少气的资源状况。
电解水制氢是一种较为方便的制取氢气的方法。在充满电解液的电解槽中通入直流电，水分子在电极上发生电化学反应，分解成氢气和氧气。
但目前，电解水制氢在实施过程中存在阳极析氧反应过电位高的问题，一般实际电压远高于理论电压1.23v，这是制约电解水制氢产业化的瓶颈。此外，电能利用率不高也成为制氢成本高的一个主要原因。
加电催化剂，降低阳极析氧反应的过电位，是解决阳极析氧反应过电位高问题的主要思路。现有的电解水制氢中，常见的方案是使用稀缺的铂、氧化钌等贵金属及其氧化物作为电催化剂。
铂大家都很清楚，“钻石恒久远，一颗永流传”，铂常备用于制造昂贵的首饰。虽然成本较高，但把铂用作催化剂的技术较为成熟。
也有一些运用金属氧化物、氢氧化物、硫化物以及非金属碳基材料等低成本、可大量投产的析氧反应催化剂的研究，但尚未形成成熟方案。
长安在今年5月份公开的一件发明专利《一种电解水制氢电催化剂及涂层电极的制备方法》中，提出一种运用钼酸铵、NH3/NH4Cl、硫加工形成的氮掺杂超薄多孔硫化钼纳米片作为催化剂，其平均厚度为2nm，平均宽度为200～250 nm。
使用专利中的材料替代贵金属催化剂，不仅降低了材料的成本，还可在低电位析出水中的氢和氧，并从阴极和阳极分别收集制成的氢气和氧气。
此外，这种材料可以有效降低电解水制氢的过电位，使得电能利用率提升1倍，大大降低电解水制氢的成本。
关于加氢
别以为加氢和加油一样简单。
加氢虽然也是用加氢枪插入汽车，但氢气通常采用高压气瓶存储，常用压力高达35Mpa和70Mpa。
在高压之下，气瓶储氢以及管路传送过程中容易泄露。加之氢气极其活跃，容易造成安全隐患。
目前，由于加氢并不是一个成熟的产业，相关加氢枪技术、加氢方法控制技术不是很成熟。
在今年公开的专利《一种燃料电池汽车加氢控制方法、FCCU控制器及汽车》中，长安提供了一种燃料电池汽车加氢控制方法及FCCU控制器，用于解决现有技术中在加氢过程中无法对车辆的燃料电池加氢系统进行状态监测，以及无法实现对加氢过程中的加氢压力进行可控切换的问题。
在专利《燃料电池汽车与加氢枪之间的双向交互控制系统及方法》中，长安提供了一种加氢枪之间的双向交互控制系统及方法，实现了汽车与加氢枪之间的双向通信和交互控制，以提升加氢的安全性。
关于氢燃料电池
从2019年开始，长安申请氢燃料电池的速度开始加快。在2019年公开了两件专利，2020年公开了1件，2021年公开了3件，而今年截止到7月底已经公开了10件。由于数量较多，这里就不进行详细解读了。
相关专利如下：
从以上可以看出，虽然长安作为氢能源的下游产业企业，但其研发不仅仅局限于燃料电池本身，还关注着氢的制造、存储等环节。
虽然氢能相关专利数量对比丰田等企业并不算多，但十余年持续的投入研发及专利产出，与其成为首家推出量产氢电车的企业密不可分。
02氢电汽车，前景如何？
相比于已经成熟的锂电，很多人不看好氢能。
网络上甚至有一种说法：二者是中日两国押注“对赌”的路线之争，也是未来的国运之争。
其实，如果从能源效率上而言，氢电毫无疑问是更优秀的能源。目前的锂电池材料，电芯能量密度最高约为450Wh/kg，而氢的理论能量密度可以达到33600Wh/kg，二者根本不在一个数量级上。
此外，氢燃料电池的副产物为水，丝毫不排放二氧化碳，对环境更为友好。
那么能源之争，难道中国只关注锂电，放弃氢能吗？
从政策进行分析
根据日本新一代汽车振兴中心的数据显示，截至2020年12月，日本已建成加氢站162座。日本“基本氢能战略”中的预测是在2030年建成加氢站900座，氢燃料电池汽车达到80万辆。2021年，日本全年共售出氢能车2464台， 同比增长67%。
中国在2021年“十四五”规划中，将氢能定义为“前瞻谋划的六个未来产业“之一。2016年，《中国氢能产业基础设施发展蓝皮书（2016）》 和《节能与新能源汽车技术路线图2.0》制定了“到2020年，加氢站数量达到100座”的目标 ，这一任务在2020年已经实现。而根据《中国氢能产业发展报告2022》的数据显示，2021年加氢站数量大幅增长，仅1年就实现新增 100座。
在销量方面，根据香橙会研究院的数据显示，2021年，我国氢燃料电池汽车销量1586台，累计保有量8938台。
从以上数据可以看出，相比于在政策上已经明确将氢能定位为国家能源战略储备的日本，虽然我国在氢能车的销量上低于日本，但建成的加氢站数量比日本还略多。
进入到2022年，我国氢能车的发展有加速之势。根据中汽协 6 月新能源汽车产销量数据显示，今年六月中国氢燃料电池汽车销量455 辆，同比去年增长 67.3%，环比 5 月大幅提升 342%。今年上半年（1-6 月），氢燃料电池累计产量1804台，同比增长185.44%，共计销售1390辆，同比提升190.19%。
各地政策也纷纷出台。山东省在7月公开的《山东省氢能产业发展工程行动方案》中提出，要在2025 年，推广氢燃料电池汽车10000 辆，建成加氢站100座。《贵州省“十四五”氢能产业发展规划》中提出，要建成加氢站 15 座，上线示范运营燃料电池重卡、物流车、环卫车、大巴车、公交车及特种车辆超1000辆。
以政策鼓励相关资金投入、技术投入，这颇有在2010年左右推广新能源车的架势。
可见中国虽然并未将氢能放到日本那样的重视程度，但也是在大力支持相关产业与技术的发展的。
从专利进行分析
有一个说法是氢燃料电池专利都被日本把持着，几乎形成了垄断，其他国家想要发展，在技术上已经受制于人了。
前沿君分别检索了中日两国专利局本国申请人在氢燃料电池领域的专利，从专利公开数量上可以发现：虽然日本在氢燃料电池专利总量上远远领先中国，但增长速度不及中国。
从2003至2021这19年间，中国企业/个人在中国每年新公开的专利从1件增长至4375件，同期日本企业/个人在日本每年新公开的专利数量从52件增长至2174件，二者的差距在不断减小。
虽然专利数量不能代表技术水平的真实情况，但起码可以反映出企业对于这一领域的重视程度。
再者，氢能领域的技术门槛并没有想象中的那么高。
氢燃料电池的关键在于质子交换膜材料、催化剂材料，前者东岳集团、武汉理工新能源已经具备量产能力，日本也并未在此领域全面领先，龙头企业是科慕、3M、戈尔、陶氏化学等欧美企业。
关于催化剂，上文已提到，目前仍然以铂等为主，其主要产于南非，全球都受制于此。其他类型的催化剂，长安等企业也都在研发中。
而在制氢领域，中国是世界第一产氢大国，2019年全国氢气产量约2000万吨，具有较好的基础，只是在高纯氢上需要加强。
在储氢与运输领域，中国在能效性、安全性上尚存在一些问题。国内普遍采用高压气氢储运方式，存在储氢密度低、压缩能耗高的缺点，而且储氢罐的材料成本颇高。
国外采用低温液态储氢的应用较多，运力更大。国内相关应用基本仅限于航空航天，民用运氢领域尚未得到规模推广。
总体而言，我国发展氢电的技术门槛并不存在“无法逾越”日本专利的鸿沟。反观锂电，正负极、隔膜的基础材料对技术的要求更高，而且三元锂、磷酸铁锂的基础材料专利也不掌握在中国手中，但中国依然能做到全球领先。
氢能的发展更重要的在于产业整合、资源整合，中国并不惧任何竞争对手。
结语
此前，中国的氢能车基本都在商用车领域，重型卡车、大巴是主力。
深蓝SL03作为中国首款量产氢电乘用车，虽然69.99万元的销售价格，让有些人质疑是在“作秀”、“不是诚心卖”，但要知道，即使是笃定氢能车、已深耕多年的丰田，其在日本推出的第二代氢能车Miral，价格也约合人民币50万元，远高于燃油车。
在大规模量产之前，氢能车的生产成本肯定是要比已经成熟化的动力电池汽车要高的。
随着相关技术的逐渐进步、基础设施的逐步完善，氢能车也会是新能源车市场的重要组成部分。
