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阻碍氢燃料电池发展的大山

日期:2023-02-07    来源:电池专委会

国际氢能网

2023
02/07
13:40
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关键词: 氢燃料电池 储氢系统 加氢站

2021年1月8日,日产突然宣布暂停开发氢燃料电池的计划,在此之前,奔驰、大众、本田也相继把开发氢燃料电池的计划无限期搁置。

那么问题来了,到底是什么原因阻碍了氢燃料电池产业的发展呢?其实总结下来就一个字——贵。

以下从催化剂、制取、存储、加氢在四个方面全面分析氢燃料电池产业目前面临的窘境。

首先咱们来分析一下催化剂的问题。我们都知道氢燃料电池的核心材料主要有三个——催化剂、气体扩散层和质子交换膜,其中,催化剂的成本居然占总成本的53%以上。因为这个催化剂是铂金的,抛开价格昂贵不说,资源稀缺就能让人头疼不已了。所以氢能量电池的核心突破口是需要找到低成本的可替代铂金的催化剂。

其次,咱们再来分析一下氢气的制取问题。目前。根据不同的制取方式,把氢气主要分为灰氢、蓝氢和氯氢三种类型。具体来看,灰氢通过石化燃料制取,过程中会伴随着大量的碳排放,即便如此,目前全球大约95%的氢气都属于灰氢,但是这种方式必然会被淘汰。主要利用天然气制取而成的蓝氢是灰氢升级版,其制氢流程繁琐且成本高昂。而氯氢是通过太阳能、生物能、核能等方式电解水制氢,这才是未来氢气的主要获取方式,但是会极大的消耗电力资源,且成本是灰氢的两到三倍。为了降低氯氢的制取成本,全球的科学家都在寻找通过阳光照射就能够直接分解水的催化剂,然而从目前来看,还需要很长的一段时间。高昂的成本、以牺牲环境为代价,这重重困难简直使得制氢进退两难。

最后我们再谈谈氢气的存储问题。氢能源的存储是目前主要技术难点。氢是化学元素中质量最轻的,在标准状态下它的密度仅为水的万分之一。目前车载储氢系统一般都采用高压储氢罐,需要加压到70兆帕进行存储,这么大的压强对于罐体的安全性是个巨大的挑战,目前全球只有日本能够生产出来70兆帕碳纤维高压储氢罐,不过成本极高,而在国内只能实现35兆帕储氢罐的生产。压力不够大,会极大影响氢气的装载量。因此,对于国内来说,是一个需要攻克的难题。

丰田Mirai FCV虽然搭载了三个70兆帕的储氢罐,续航里程可以达到850千米,但是跟传统电车相比,优势就没有那么明显了。而且三个高压储氢罐就这么放在车里,与三颗定时炸弹没什么区别。所以有关氢气的存储问题不仅只是价格贵的问题,对于安全方面也是极大的考验。

最后咱们来分析一下加氢站的问题。其实加氢站的普及问题才是制约氢燃料电池产业发展的根本因素,当前加氢站的数量还是太过于稀少,且一座加氢站的建设成本却非常之高,相当于传统加油站的两到三倍。此外,大部分加氢站设备需要依赖进口,特别是压缩机的成本最高。因此,高昂的建造成本也会极大的阻碍加氢站的普及。

归根到底,成本高昂的问题是阻碍氢燃料电池发展的一座大山,要跨越这座大山,还需要时间的沉淀与技术的支持。

文章最后,给大家带来一个喜报——中国电子节能技术协会电池专业委员会、中国绿色供应链联盟电池专委会联合北京绿色智汇能源技术研究院,将于2月18-19日召开废旧锂电池回收技术线上交流会暨电池拆解与处置工艺技术学习,欢迎对电池回收产业感兴趣的伙伴们加入我们。


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