“從國(guó)際范圍來(lái)看，目前燃料電池汽車(chē)應(yīng)用仍處于市場(chǎng)導(dǎo)入階段。”在10月18日的“第六屆中國(guó)國(guó)際節(jié)能與新能源汽車(chē)展覽會(huì)”同期召開(kāi)的“第五屆燃料電池汽車(chē)技術(shù)產(chǎn)業(yè)發(fā)展高峰論壇”上，中國(guó)工程院院士衣寶廉表示，雖然燃料電池汽車(chē)整體應(yīng)用性能已經(jīng)達(dá)到了燃油汽車(chē)的水平——不管是續(xù)駛里程、舒適性、加氫時(shí)間、低溫適應(yīng)性，基本都與燃油汽車(chē)一致，但其成本還有待降低，這是其發(fā)展面臨的最大限制。這就需要盡快提高燃料電池體積、重量比功率，以實(shí)現(xiàn)燃料電池商用車(chē)應(yīng)用降成本，同時(shí)為燃料電池乘用車(chē)應(yīng)用打好基礎(chǔ)。

中國(guó)電力報(bào)：請(qǐng)您介紹一下，目前燃料電池及燃料電池汽車(chē)整體發(fā)展情況如何？

衣寶廉：燃料電池比較安全，但系統(tǒng)比鋰電池復(fù)雜。同時(shí)，燃料電池的動(dòng)態(tài)響應(yīng)比較慢。對(duì)這一問(wèn)題，最有效的解決辦法就是采用電電混合動(dòng)力——燃料電池+二次電池（超級(jí)電容器）。二次電池具有消峰填谷的作用，這樣就減少了燃料電池功率的變化速度和變化的橫度，一定程度彌補(bǔ)了燃料電池響應(yīng)較慢的缺點(diǎn)，同時(shí)提高了燃料電池的壽命。因此，目前世界上所有的燃料電池汽車(chē)基本上都是電電混合動(dòng)力型的產(chǎn)品。

電電混合是我國(guó)最先研發(fā)的氫燃料電池技術(shù)路線(xiàn)。目前，我國(guó)基本建立了具有自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)的燃料電池汽車(chē)動(dòng)力系統(tǒng)技術(shù)平臺(tái)，掌握了燃料電池的核心技術(shù)，并經(jīng)過(guò)大量的示范累積了豐富的應(yīng)用經(jīng)驗(yàn)，具備了燃料電池汽車(chē)大規(guī)模示范運(yùn)行的條件，或說(shuō)是產(chǎn)業(yè)化初期的條件。不過(guò)，整體來(lái)講，目前我國(guó)的燃料電池技術(shù)與相比國(guó)外還是落后的。

另外，氫燃料電池目前還沒(méi)有批量生產(chǎn)線(xiàn)，我認(rèn)為這主要是因?yàn)椋m然已經(jīng)有很多的氫燃料電池技術(shù)路線(xiàn)，但還沒(méi)有出現(xiàn)大家統(tǒng)一認(rèn)為可以用10年的技術(shù)，燃料電池整體還在技術(shù)進(jìn)步的路上。

中國(guó)電力報(bào)：就您看來(lái)，當(dāng)前怎樣才能盡可能地延長(zhǎng)燃料電池應(yīng)用壽命？

衣寶廉：目前，已有燃料電池穩(wěn)定運(yùn)行時(shí)長(zhǎng)達(dá)5萬(wàn)小時(shí)，但應(yīng)用到汽車(chē)上時(shí)，其壽命會(huì)因?yàn)檐?chē)用工況兒而縮短。例如，當(dāng)汽車(chē)高速加載時(shí)，會(huì)導(dǎo)致燃料電池系統(tǒng)由于供氣不足出現(xiàn)反極、高溫情況，以及電流波動(dòng)、電壓波動(dòng)，深度波動(dòng)等各種波動(dòng)情況，導(dǎo)致燃料電池中的碳氧化，嚴(yán)重時(shí)膜受損、熔融，整個(gè)電池就會(huì)損壞。

總體來(lái)講，高電位不僅會(huì)引起燃料電池電堆壽命衰減、引起鉑氧化，當(dāng)高電位達(dá)到0.8伏以上時(shí)，還會(huì)導(dǎo)致鉑流失及降低電催化劑活性。高電位還會(huì)引起碳氧化，導(dǎo)致電極、擴(kuò)散層親水及傳質(zhì)極化和電堆一致性下降。因此，想要延長(zhǎng)燃料電池使用壽命，高電位現(xiàn)象應(yīng)該盡量避免。

解決高電位問(wèn)題，可以采用放電的方法。當(dāng)氫燃料電池汽車(chē)啟動(dòng)停車(chē)時(shí)，實(shí)測(cè)其陽(yáng)電極能夠達(dá)到1.6伏，形成一個(gè)內(nèi)部回路，采用放電的辦法，可以把電池里殘存的氫放光，從而把高電位消除。目前，新源動(dòng)力公司已經(jīng)在應(yīng)用該方法——實(shí)際應(yīng)用情況證明，采用放電措施以后，燃料電池幾乎沒(méi)有衰竭。

當(dāng)陽(yáng)電極水流動(dòng)至氫電極時(shí)會(huì)形成水滴，水滴里沒(méi)有氫，就會(huì)造成燃料電池系統(tǒng)局部燃料供應(yīng)不足，形成局部反擊，這時(shí)氧電極局部電壓就可能高達(dá)1.6伏，形成氧化。所以，要解決高電位問(wèn)題，還要把氫氣循環(huán)起來(lái)，這樣就能夠?qū)⑷剂想姵仉姸褖勖岣咭粌汕€(gè)小時(shí)。

因此，希望國(guó)內(nèi)有關(guān)燃料電池機(jī)理、衰竭原理的研究，能夠與相應(yīng)的發(fā)動(dòng)機(jī)研究配合，把現(xiàn)在已經(jīng)掌握的燃料電池原理都應(yīng)用到相應(yīng)的發(fā)動(dòng)機(jī)。這樣的話(huà)，我認(rèn)為，乘用車(chē)用燃料電池壽命超過(guò)1萬(wàn)小時(shí)也是沒(méi)有問(wèn)題的。

中國(guó)電力報(bào)：結(jié)合目前的市場(chǎng)情況，您對(duì)我國(guó)燃料電池產(chǎn)業(yè)未來(lái)發(fā)展有怎樣的建議？

衣寶廉：首先，盡快完善燃料電池發(fā)動(dòng)機(jī)產(chǎn)業(yè)鏈，盡快實(shí)現(xiàn)電池關(guān)鍵材料如電催化劑，質(zhì)子交換膜、MEA、雙極板等批量生產(chǎn)，為降低電堆成本和提高電堆一致性奠定基礎(chǔ)。

例如，建立擴(kuò)散層碳紙，包括膜、電極、催化劑、增強(qiáng)膜、MEA生產(chǎn)線(xiàn)等，研發(fā)生產(chǎn)空壓機(jī)、氫氣循環(huán)泵等。

同時(shí)，提高燃料電池電堆的體積、重量比功率，為開(kāi)發(fā)乘用車(chē)奠定基礎(chǔ)，其實(shí)開(kāi)拓燃料電池商用車(chē)市場(chǎng)也需要研發(fā)高體積、重量比功率的燃料電池電堆。這不僅是為了實(shí)現(xiàn)產(chǎn)品體積小的需求，更是為了降低產(chǎn)品成本。

要想提高燃料電池電堆體積、重量比功率，核心是要提高電流工作密度、電極工作電流密度。目前，國(guó)內(nèi)燃料電池電堆重量比功率從0.5~1安培提高到了2~3安培，已經(jīng)有很大的進(jìn)步；改進(jìn)燃料電池電堆的一致性，包括制備零部件的一致性和組裝工藝的一致性。一致性不好，單片電壓提再高也沒(méi)有用。

再者，深入研發(fā)燃料電池電堆衰減機(jī)理，最好是能實(shí)現(xiàn)較抗噪材料的替代，以延長(zhǎng)燃料電池發(fā)動(dòng)機(jī)壽命、提高可靠性和耐久性。

另外，開(kāi)展超低鉑、非鉑電催化劑理論與應(yīng)用研究，從而進(jìn)一步將燃料電池鉑用量降低到小于0.1克/每千瓦。目前，我國(guó)燃料電池的用鉑量想要實(shí)現(xiàn)從0.3~0.4克/每千瓦降至0.1克/每千瓦，還需要做大量的工作。不過(guò)，即便這一進(jìn)程拖后一點(diǎn)，也不會(huì)影響我國(guó)燃料電池汽車(chē)商業(yè)化初期的運(yùn)行。

最后，加快加氫站建設(shè)。目前，我國(guó)已經(jīng)在加快建設(shè)加氫站，預(yù)計(jì)2020年能建成100個(gè)加氫站，我認(rèn)為屆時(shí)我國(guó)商用燃料電池車(chē)就能夠跑起來(lái)了。