圖為清華新能源汽車工程中心開發(fā)的燃料電池巴士

近日，中關(guān)村儲(chǔ)能產(chǎn)業(yè)技術(shù)聯(lián)盟儲(chǔ)能產(chǎn)業(yè)公益沙龍?jiān)谥袊?guó)科學(xué)院工程熱物理研究所舉行。會(huì)上，主講嘉賓清華大學(xué)汽車工程系裴普成教授就燃料電池技術(shù)及燃料電池應(yīng)用問(wèn)題與大家展開探討。作為清華大學(xué)教授，裴普成還為現(xiàn)場(chǎng)嘉賓展示了學(xué)校在燃料電池研究領(lǐng)域的科技成果。

清華大學(xué)燃料電池汽車研究概況

據(jù)裴普成教授介紹，清華大學(xué)對(duì)燃料電池車的研究從1999年就已經(jīng)開始。當(dāng)時(shí)，清華大學(xué)曾安裝了一個(gè)5千瓦的電堆在一個(gè)小平臺(tái)車上。2001年，清華大學(xué)用15千瓦電堆裝配了一輛中巴車。2001年，國(guó)家科技部立項(xiàng)開展燃料電池客車和燃料電池轎車計(jì)劃，清華大學(xué)被確定為燃料電池客車的牽頭單位，同濟(jì)大學(xué)負(fù)責(zé)牽頭做燃料電池轎車。

2002年12月30日晚，清華大學(xué)的50千瓦燃料電池客車從實(shí)驗(yàn)室開出來(lái)。這是中國(guó)第一輛燃料電池客車，也第一臺(tái)氫空型燃料電池系統(tǒng)裝車，是真正的燃料電池發(fā)動(dòng)機(jī)汽車。在之前清華大學(xué)的燃料電池車上，都是用氧氣瓶供氣，燃料電池使用的是純氧。

2002年之后，清華大學(xué)曾逐年提升對(duì)燃料電池系統(tǒng)功率的要求，最高到130千瓦。研究得知，燃料電池的功率并非越大越好。比如安裝一輛12到13噸的汽車，幾十千瓦的燃料電池就已經(jīng)足夠使用，因?yàn)檫€有蓄電池組的儲(chǔ)能?，F(xiàn)在，清華大學(xué)做的燃料電池客車基本使用的燃料電池功率在50到60千瓦。

2008年，清華大學(xué)在北京奧運(yùn)會(huì)期間投入了三輛燃料電池公交車，與2007年戴克公司試運(yùn)行的汽車走同樣路線、停同樣站臺(tái)，并同樣運(yùn)行一年時(shí)間，以此對(duì)燃料電池的性能進(jìn)行考核。與戴克的三輛車相比，清華大學(xué)燃料電池汽車的氫氣消耗量明顯低很多。戴克的汽車百公里耗氫量約為百公里16公斤，而清華把汽車的耗氫量降至7到8公斤。此后，清華大學(xué)又為2010年上海世博會(huì)提供三輛公交車，并運(yùn)行半年；同年，為新加坡首屆國(guó)際青奧會(huì)提供一輛燃料電池公交車，并運(yùn)行半年。它們經(jīng)歷春夏秋冬、高溫多雨的考驗(yàn)，狀態(tài)良好。

通過(guò)比對(duì)戴克同一批次的汽車，在北京運(yùn)行的3輛車大概運(yùn)行800到900個(gè)小時(shí)就不行了，在歐洲運(yùn)行的使用壽命要好得多。在戴克的總結(jié)報(bào)告會(huì)上，令人印象深刻的結(jié)論是北京的空氣質(zhì)量太差。因此中國(guó)燃料電池汽車的發(fā)展，環(huán)境因素增加了更大挑戰(zhàn)，也證明發(fā)展燃料電池車更有必要。

與國(guó)外燃料電池相比，我國(guó)燃料電池堆內(nèi)部一致性較差。國(guó)外先進(jìn)燃料電池堆都是生產(chǎn)線上下來(lái)的，一致性較好。而國(guó)內(nèi)的生產(chǎn)環(huán)節(jié)存在很多人為因素，導(dǎo)致結(jié)果不好控制。為提高電堆一致性，延長(zhǎng)燃料電池壽命，裴普成教授領(lǐng)導(dǎo)的研究組開展了如下工作。

雙極板批量制造技術(shù)

清華在FC耐久性方面做了很多努力，研究了雙極板批量制造技術(shù)。過(guò)去制作雙極板使用雕刻技術(shù)，購(gòu)買板子然后雕刻加工，通常一張板子的原材料需要300元，加工費(fèi)400元，總成本約700元,一個(gè)雙極板需要兩張板。國(guó)外使用沖壓技術(shù)生產(chǎn)一個(gè)雙極板僅需要6美元。清華大學(xué)曾設(shè)計(jì)出模壓柔性石墨雙極板、沖壓金屬雙極板。一方面可以降低成本，另一方面能保障雙極板的一致性。