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降低燃料電池堆的成本,對于以石墨板堆為主的企業(yè)意義重大
發(fā)布時間:
2020-11-25 12:06
來源:
雙極板對燃料電池堆的質(zhì)量、體積和成本起著重要作用。因此不斷提高雙極板的制造技術(shù),對于降低燃料電池堆的質(zhì)量和體積,降低燃料電池堆的成本,尤其是對于目前以石墨板堆為主的國內(nèi)燃料電池企業(yè)來說意義重大。
根據(jù)美國能源部的研究數(shù)據(jù),當(dāng)燃料電池的生產(chǎn)規(guī)模從1萬臺/年增加到50萬臺/年時,質(zhì)子交換膜和氣體擴散層的成本仍會隨著規(guī)模的擴大而降低,但堆的成本主要由電極催化劑和雙極板的材料消耗和價格決定,這與技術(shù)和工藝水平密切相關(guān)。根據(jù)氫電研究所對國內(nèi)各大氫燃料電池堆和系統(tǒng)企業(yè)的調(diào)查,我國氫燃料電池堆以石墨板為主,每堆額定功率基本在30kW以上,主要用于商用車。
長期以來,國內(nèi)大規(guī)模生產(chǎn)的石墨板大多采用數(shù)控加工。2019年數(shù)控加工的石墨雙極板市場份額達(dá)到90%以上,這種工藝在技術(shù)上也越來越成熟。但由于數(shù)控加工技術(shù)制造工藝復(fù)雜,加工周期長,加工成本占雙極板總成本的60%以上,數(shù)控加工技術(shù)石墨雙極板成本降低接近天花板。在目前的條件下,加工石墨板的成本降低空間不大。加工接近成本降低的上限是否意味著成型石墨板的出場時間到了?事實上與機加工石墨板相比,模壓石墨板最大的優(yōu)點是耗時短、效率高,更符合燃料電池商業(yè)化大規(guī)模生產(chǎn)的要求。根據(jù)成型石墨板材料的不同,成型石墨板可分為三種不同的類型:膨脹石墨成型雙極板、聚合物-碳復(fù)合雙極板和石墨/金屬雙極板。前兩種石墨復(fù)合板以石墨為主,石墨/金屬復(fù)合板一面是金屬,一面是石墨。要做好復(fù)合板的成型,必須掌握材料和成型的核心技術(shù)。就聚合物-碳復(fù)合雙極板而言,導(dǎo)電石墨粉和樹脂的種類和比例是各個公司的秘密,在導(dǎo)電性和機械強度的設(shè)計上需要做出一定的取舍。
值得一提的是,由于模壓復(fù)合石墨板路線集成了復(fù)雜的材料和工藝,需要對燃料電池有深入的了解。所以國內(nèi)專注于模壓石墨板工藝的企業(yè)基本都是棧廠家,而真正的石墨雙極板企業(yè)很少在這條工藝路線上下決心。國內(nèi)各大石墨板疊制造商已經(jīng)儲備了成型復(fù)合石墨板的批量生產(chǎn)技術(shù),國內(nèi)三家以上知名電抗器企業(yè)正在準(zhǔn)備量產(chǎn)計劃。“模壓石墨復(fù)合板是未來的趨勢,已經(jīng)成為業(yè)界的共識,預(yù)計下半年到明年會有小范圍爆發(fā)。”國內(nèi)某燃料電池企業(yè)高管表示,該公司的模壓復(fù)合石墨板能夠滿足大批量生產(chǎn)的要求,一旦市場形成大規(guī)模需求,模壓復(fù)合石墨板堆棧將迅速向市場擴散。
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