广州大学：2023年氢燃料电池关键材料的创新研发和产业化挑战与前景（49页）.pdf

1、氢燃料电池关键材料的创新研发和产业化：挑战与前景叶思宇广州大学/鸿基创能科技（广州）有限公司2023/10/30Slide1背景12氢燃料电池技术发展现状3氢燃料电池关键材料创新研发和产业化的挑战与前景4目录2023/10/30Slide2小结碳达峰/碳中和2023/10/30Slide32015年签署巴黎气候协议之后，世界各国提出了实现碳中和的目标。习近平总书记提出了“2030年碳达峰，2060年碳中和”重要目标能源格局的百年变局与双碳目标2023/10/30Slide4双碳背景下氢能的重要作用2023/10/30Slide5氢能与燃料电池作为能源技术革命创新行动之一，在减排及能源结构转型中

2、发挥着至关重要的作用。可再生能源与氢能的结合2023/10/30Slide6构建可再生能源-制氢-储能-发电的创新能源体系季节性波动日间波动余 电水 电光伏风 电核 电可再生能源发 电电 网电解水制氢氢冶炼分布式发电交通领域背景12氢燃料电池技术发展现状3氢燃料电池关键材料创新研发和产业化的挑战与前景4目录2023/10/30Slide7小结氢燃料电池的应用（实例)：乘用车2023/10/30Slide8宝马iX5 Hydrogen海马7X-H海马7X-H现代NEXO海马7X-H氢燃料电池的应用（实例)：其它运载车辆2023/10/30Slide9德国Coradia iLint火车燃料电池的应

3、用（实例)：北京冬奥会2023/10/30Slide10 北京、延庆、张家口三大赛区累计投入使用的氢燃料电池车超过1000辆，是全球最大规模的一次保障大型活动的示范。氢燃料电池汽车的使用有效的促进降碳减排，为实现绿色冬奥的目标做出重要贡献。氢燃料电池的应用（实例)：其它运载工具2023/10/30Slide11https:/h2.in- 5th,202301000200030004000202220252030元/KW燃料电池发动机的成本在大幅下降基础设施和成本基础设施和成本实现成本目标的关键研发领域2023/10/30Slide15https:/www.hydrogen.energy.gov

4、/pdfs/review22/plenary7_papageorgopoulos_2022/2023_o.pdf功率密度、寿命、电堆及其关键材料及其制造急需大幅度提升功率密度、寿命、电堆及其关键材料及其制造急需大幅度提升。技术进步和制造技术创新是实现最终目标的重要保障。技术进步和制造技术创新是实现最终目标的重要保障。燃料电池产业链2023/10/30Slide161.催化剂（无机贵金属）（田中、优美科）2.质子交换膜（氟材料）（戈尔、Fumatech、东岳）3.气体扩散层（碳纤维）（SGL,Toray,FBT)全氟磺酸树脂（氟材料）(3M、杜邦、东岳）7.空压机（多家）加湿器（科隆等）8.氢气

5、循环泵（多家）6.电 堆（多家）4.膜电极（JM,GN,SHK,WUT)5.双极板(多家）密封层(Wacker,FBT,驻友）燃料电池关键材料是核心突破燃料电池关键材料是核心突破方向方向燃料电池关键材料和组件的重要作用2023/10/30Slide17应用场景应用场景（车用、无人机、固定发电、军用等）氢燃料电池技术系统 （空压机，加湿器等）电堆（膜电极、双极板）氢气氢气（制氢、加氢）规模化应用促进膜电极成本占比下降膜电极是燃料电池的核心氢能产业关键技术链条功能中心：电能产生功能中心：电能产生应力中心：多界面应力中心：多界面/多相态多相态/多物种多物种/气气-水水-热热-电耦合电耦合/机械机械-

6、化学化学-电化学电化学-热热多重应力多重应力/远离平衡态远离平衡态/多向（相）流多向（相）流技术集成中心：集成技术集成中心：集成 1212种核心材料，种核心材料，多尺度集成多尺度集成随着量产规模的逐步扩大，膜电极（质子交换随着量产规模的逐步扩大，膜电极（质子交换膜膜+催化剂催化剂+气体扩散层）在电堆成本中的占比气体扩散层）在电堆成本中的占比有望从有望从60%60%（年产（年产10001000套电堆）下降至套电堆）下降至47%47%（年产（年产5050万套电堆）万套电堆）燃料电池电堆组成及结构燃料电池电堆组成及结构核心材料国产化为关键核心材料国产化为关键突破方向突破方向燃料电池汽车示范应用城市群