縱觀人類發(fā)展史，所有的發(fā)明、技術(shù)創(chuàng)新以及人類為之所做的全部努力，都有一個共同的落腳點，即投入應(yīng)用。燃料電池也不例外。從個別科研院所的實驗室研究到企業(yè)產(chǎn)品的市場投放，從默默無聞到日漸火熱，燃料電池產(chǎn)品的終端應(yīng)用不斷取得突破。“2017年（武漢）燃料電池技術(shù)與產(chǎn)業(yè)發(fā)展高峰論壇”圍繞燃料電池在實際應(yīng)用中出現(xiàn)的問題展開討論，對業(yè)內(nèi)頗有啟發(fā)。

燃料電池的應(yīng)用領(lǐng)域

以下是燃料電池的幾個主要應(yīng)用領(lǐng)域：

（1）燃料電池車VS純電動車

在行業(yè)內(nèi)及媒體上，經(jīng)常出現(xiàn)關(guān)于燃料電池車與純電動車的討論，人們下意識里把二者看成競爭關(guān)系。其實，二者并非完全的競爭關(guān)系，競爭對手不是彼此而是傳統(tǒng)燃油車。燃料電池車和純電動車同屬于新能源汽車，推進節(jié)能環(huán)保、最終取代燃油車是新能源汽車的神圣使命。

許多專家學(xué)者在不同場合均明確表示，燃料電池車與純電動車不矛盾，二者屬互補關(guān)系。專家認為，隨著動力電池技術(shù)的發(fā)展，比如300公里以下的短程出行，乘用車會以純電動為主，它在充電和續(xù)航方面可以滿足用戶的日常出行需要。然而，從事長距離運輸?shù)闹匦涂ㄜ?、有軌電車等，質(zhì)量較重，能量需求大，適合采用燃料電池作為動力電源。

在剛剛公布的第300批《道路機動車輛生產(chǎn)企業(yè)及產(chǎn)品公告》中，燃料電池車有4款，分別來自北汽福田、宇通客車、廈門金旅以及安凱汽車，其中，3款燃料電池由北京億華通科技股份有限公司提供，1款燃料電池由廣東國鴻重塑能源科技有限公司提供。燃料電池在新能源汽車整體中的占比尚小，但向好的趨勢非常明顯。

（2）叉車、牽引車等工業(yè)車輛

燃料電池風(fēng)靡叉車、牽引車等工業(yè)車輛領(lǐng)域，讓人頗感意外，但細思又覺得非常合理。這些工業(yè)車輛行駛范圍小且路線固定，完全規(guī)避了加氫站數(shù)量不足帶來的影響，再加上燃料電池在環(huán)保方面的優(yōu)異表現(xiàn)，在叉車等工業(yè)車輛域取得重大突破也就不足為怪。

《燃料電池困局：如何走出那個該死的循環(huán)？》一文提到的美國PlugPower公司堪為一個典型代表，它是一家發(fā)展制造并整合各項燃料電池系統(tǒng)的公司，產(chǎn)品主要應(yīng)用于叉車、備用電源、固定電站等領(lǐng)域。據(jù)其全球采購總監(jiān)杜斌介紹，從2013年至今，公司整個銷售營業(yè)額增長了4倍以上，目前客戶有叉車、機場牽引車、無人駕駛車等1.6萬多臺燃料電池設(shè)備在運行，2017年年底，運行設(shè)備數(shù)量將增加至2萬臺。杜斌透露，全球燃料電池叉車市場約300億美元，PlugPower占95%。

（3）無人機

無人機是燃料電池的另一個應(yīng)用領(lǐng)域。相對于鋰電池來說，燃料電池?zé)o人機續(xù)航時間更長，留空時間估算更準確，飛行振動更低，紅外輻射也更低。據(jù)上海攀業(yè)氫能源科技有限公司副總經(jīng)理施濤介紹，公司提供的無人機燃料電池動力系統(tǒng)，滿載最大留空時長可達3小時，1公斤載荷最大海拔高度2500米，極限飛行海拔高度4500米。燃料電池?zé)o人機已經(jīng)可以滿足石油化工勘測、軍警航拍等領(lǐng)域的需求，應(yīng)用前景廣闊。

燃料電池的應(yīng)用難題和解決方案

（1）氫和燃料電池安全。安全是發(fā)展燃料電池首先要考慮的問題。“不懂燃料電池的人覺得氫氣危險，從物理特性來講，氫氣逸散性很高，在不是特別封閉的空間里，氫氣很難爆炸”，新研氫能源科技有限公司CTO齊志剛解釋，“如果把一輛汽油車和氫燃料電池車分別點燃，汽油車把人燒得面目全非，氫燃料電池車會形成一個細火柱，很快燃燒完畢，對車的損害也比較小。”從這點看，氫的確是更安全些。

北京海德利森科技有限公司產(chǎn)品總監(jiān)韓武林認為，按照標(biāo)準法規(guī)生產(chǎn)、儲運和使用氫氣，氫的安全就可控和可保障。此外，完善氫安全技術(shù)法規(guī)，本著安全的理念設(shè)計氫能設(shè)備，對氫能利用做風(fēng)險評估，也可以降低和避免風(fēng)險。

（2）性能和壽命。關(guān)于燃料電池車，如果按其實際使用的方式測壽命，得到的數(shù)據(jù)嚴重滯后于燃料電池車的發(fā)展，且相同的燃料電池裝不同的車，循環(huán)工況不同，老化速度也不同，業(yè)內(nèi)實驗室原有的測試方法，給不出對應(yīng)的壽命指標(biāo)。清華大學(xué)教授、研究生院副院長裴普成轉(zhuǎn)換思路，參考機械領(lǐng)域壽命預(yù)測理論，證明了多工況組合復(fù)合“疲勞累積損傷規(guī)律”，并借鑒Miner模型，給出了燃料電池性能衰減速度公式，并在實驗中做不同電流密度下電池性能的衰減速度，由此來計算燃料電池的壽命。裴普成的燃料電池壽命評價方法大大節(jié)省了測評時間，從而可以更好地改進燃料電池的技術(shù)和工藝。

中國科學(xué)院大連化學(xué)物理研究所燃料電池部部長邵志剛研究了低鉑核殼催化劑電池衰減機理，通過電池加速衰減測試，考察低鉑核殼催化劑電池中催化劑成分的漸變過程，分析了合金成分對電池性能的影響，提出第二成分流失及合金化對電池壽命影響的規(guī)律。邵志剛與裴普成的研究方法不同，但筆者認為二者殊途同歸，最終都是為了提高燃料電池性能和壽命。

（3）成本及發(fā)展策略。燃料電池的高成本是一個被持續(xù)關(guān)注的問題，要把燃料電池推廣開來，降成本勢在必行，這就需要研究新型關(guān)鍵材料制備技術(shù)，低鉑或非鉑催化劑成為一個突破口。邵志剛對低鉑核殼催化劑做了深入研究，他表示，要應(yīng)用到整車上，還有一段距離。

山東東岳集團研究院副院長唐軍柯表示，不同的客戶，對膜的規(guī)格要求不同，不同的規(guī)格交錯，造成膜的浪費，因此，不同的企業(yè)將膜的需求規(guī)格統(tǒng)一起來，能夠很好地降低成本。

武漢理工新能源有限公司副總經(jīng)理田明星表示，膜電極成本占電堆總成本60%以上，隨著批量的擴大，催化劑在燃料電池成本中的比例越來越大。膜電極通過規(guī)模化生產(chǎn)效應(yīng)，可以滿足初步的商業(yè)化需求，要滿足大規(guī)模商業(yè)化的成本要求，還需要在性能、非鉑催化劑等方面取得突破。

亞當(dāng)斯密的《國富論》里講了一個分工的例子：在工廠里，如果工人們各自獨立工作，那么任何人都不可能在一天之內(nèi)制造出二十枚針，甚至一枚也制造不出來。如果進行分工協(xié)作，各自負責(zé)幾道工序，那么，一天可以生產(chǎn)成千上萬枚針。分工協(xié)作不僅提高了效率，還降低了生產(chǎn)成本。

這個故事對燃料電池企業(yè)來說依然具有借鑒意義。燃料電池產(chǎn)業(yè)鏈企業(yè)不能貪多求全，一定要專注自己最擅長的領(lǐng)域，將產(chǎn)品做到極致。把非核心產(chǎn)品業(yè)務(wù)剝離出去，降低生產(chǎn)成本。實際上，行業(yè)發(fā)展越成熟，分工就越細，行業(yè)運轉(zhuǎn)效率越高。剛剛將電池業(yè)務(wù)拆分的比亞迪就是實例。

更多資訊請關(guān)注電力電子頻道