目前,在國內外市場上都還沒有看到燃料電池車產業化的跡象。清華大學汽車工程系裴普成教授認為,燃料電池車要形成產業化,還要在成本控制和電池耐久性兩方面做進一步提升。
成本控制:鉑的用量是關鍵
在美國,每年都會對燃料電池車的技術指標做出評估,目標是要讓燃料電池車的成本能夠與內燃機汽車相當?,F在,內燃機汽車的成本大約為每千瓦30美元左右,按50萬臺套燃料電池系統進行評估,成本大約為每千瓦50美元。
裴普成教授表示,鉑的用量是決定燃料電池成本的關鍵因素。幾年前,國內外燃料電池中鉑的用量大概是每平方厘米0.6到0.7毫克,隨著技術提升,實際用量降低到每平方厘米0.4毫克左右,而實驗室數據現在已經可以做到0.15毫克。如果在實際應用中,鉑的用量能夠控制到每平方厘米0.2毫克,就能夠達到成本控制目標。
同時,裴普成教授還指出,電池壽命長短也與鉑的用量有直接關系,因為隨著電池使用時間的增加,鉑的有效面積會逐漸減少。隨著技術的提高,鉑的用量將會朝著每千瓦30美元的成本目標進一步降低,甚至達到每千瓦0.1克的用鉑量。如果能夠達到這樣的技術指標,相當于現在內燃機汽車三效催化劑的用量,就會顯示出成本優勢。
現在,越來越多的機構在進行降低燃料電池中鉑用量的研究。日本同志社大學最近開發出一種核殼催化劑,能夠大大降低燃料電池中鉑的用量,其優勢在于能夠批量生產。根據公布的數據,這種催化劑在活化后性能比碳載鉑的性能還高。
3M公司在催化劑方面使用了納米須技術,2008年,鉑的用量就達到了每平方厘米0.25毫克的水準,2009年這一數據又降低到了0.15毫克,而且0.15毫克比0.25毫克的性能還好。
此外,日本豐田曾提出要在2015年上市燃料電池汽車,售價約為5萬美元一輛,并且在2013年的展覽會上已經展出樣車。
耐久性提升:國外先進技術值得借鑒
除了成本原因,裴普成教授還指出,一些技術原因也限制了燃料電池汽車的產業化發展。
只要燃料電池的壽命達到5000到10000小時,燃料電池汽車就可以商業化了。雖然燃料電池的壽命,最高紀錄已達到了10000小時,但多數燃料電池的壽命仍然都在2000小時左右,能達到5000小時的還很少。
2011年8月,UTC公布其在燃料電池耐久性方面的考核報告。在三輛車同時做示范運行的情況下,其中一輛率先突破了10000小時,并且期間沒有更換任何零部件,這是一個很大的進步。
裴普成教授分析,UTC的燃料電池汽車之所以能跑到10000小時,跟他們選用低壓、電堆自增濕、柔性石墨雙極板等技術有關,這些因素值得我們借鑒。