中能源工程集團范欽柏：燃料電池研發的反思和解決方案

經國務院批准，世界新能源汽車大會（WNEVC）於2019年7月1-3日在海南博鰲隆重召開。大會著眼於全球汽車產業的轉型升級和生態環境的持續改善，通過聚集全球專家智慧和產業精英，共同交流探討新能源汽車在技術創新、產業創新、政策創新、市場模式創新等領域的成功經驗與發展趨勢，凝聚產業共識，明晰汽車產業轉型升級的方向，探索電動化、智能化、共享化協同發展的有效路徑。在「氫能及燃料電池技術創新」的主題峰會上，中能源工程集團氫能科技有限公司首席技術官范欽柏發表了演講，內容如下：

大家好，我今天講的題目是《燃料電池研發的反思和解決方案》。

第一個部分，我在美國29年做燃料電池，這是我的老闆，好多人都認識，我當時去德國參觀了西門子和賓士公司，去年看了一篇報道，豐田和德國公司競爭，我們都是搞技術的，資本家和科學家競爭，討論氫能，誰會贏誰會輸，是這樣一個問題。我在這裡講，我們老闆跟我講，從1958年開始做燃料電池，過去都是5年、5年做下去，做了41年，在退休的時候，2001年跟我講，把整個團隊交給我，希望在有生之年看到燃料電池汽車在路上開，他在2016年83歲的時候去世了。向別人學習經驗是免費的，向自己經驗學習是昂貴的。

我強調一下，在成都會議沒講清楚，1984年我做電化學，當時我們拿到美國能源項目，當時目標已經做到10美元/kW，當時成立一個公司，我們做了三年的板，但是賣不出去，因為沒有市場，這個地方我們講，國內已經降了60%，MEA差不多1塊人民幣1W，如果能做到10美元/kW就是現在的1000塊，我們的電堆肯定是在2000塊錢，所以我們億華通前輩在前面做的這些系統會很快佔有市場，同時底下2002年最有錢的時候是1年/kW，我們當時開玩笑，美國能源部給教授的錢比較少，給公司的錢比較多，教授做的東西就是怎麼樣可以做到，拿到錢以後就寫報告，怎麼樣不能做到。而公司出來的東西就是實實在在在路上開。2005年美國搞了一個大項目，我拿到了兩個項目，當時我們有很多教授在裡面。2012年做鍍金，另外我和國家實驗室做碳，碳鍍在鋁上面，我們會講金屬板和石墨板最後的能量密度是怎麼樣算出來的，有人報道4.0、有人報道6.0，這些都有問題。

我們前面都在報道氣候變暖，首先看下熱力學定理，地球能量不能平衡，我們衛星發射出去東西都有問題，這是能源轉換體系，熱力學第一定律是這樣寫的。我提醒大家，不管做什麼東西的時候有三個平衡，能量平衡、質量平衡和Thermal Uniformity（音），我們國家能源結構和其他國家不一樣，我們國家能源是公有化，剛才和日本朋友講，2000年是日本NEDO的顧問，日本能源是靠液化天然氣，液化天然氣沒有雜質，管道天然氣要加抽，不然家裡漏氣有味道。中國政府正能量比較強，我回來幾個月昨天習主席號召大家把新能源搞上去，主要是中國的能源安全問題。

為什麼美國要跑出來？中國比美國多10億人口，我們一個人一天呼吸出來的二氧化碳是一公斤，一天什麼都不幹中國人比美國人超100萬噸排放，我什麼都不搞了，人口排出的二氧化碳比我高，所以他跑出來了。電池再處理也要消化這麼些二氧化碳。沒有免費的午餐，能量的轉化和構成都是平衡，所以熱力學第一、第二、第三定律不可能違反，這是基本的定律。

我下面講一下美國燃料電池情況，美國是非常冷，中國非常熱，這與能源結構不一樣，美國能源從哪兒來的，怎麼樣銷售，他手裡的東西都是市場經濟。為什麼美國要搞石油國家？當時國會開會的時候說，能源是能源體系，一定要用市場體系來搞，美國一直在搞他們。我們現在做燃料電池，沒有壽命的產品是沒有任何價值的，我們的客戶是用戶，是計程車司機，我和司機談的時候他們講，怎麼開怎麼麻煩，碰到發改委的老鄉，我們當時叫客車司機開的時候，他還不願意開，後面說每毛錢開一公里，我一天開1000公里就拿一點錢。

這次回來很多人問，我用硼氰化鈉制氫，我放多少能量，低於目前汽油汽車是23%效率，油電混動已經到了40%的效率，算出來效率低於40%不要幹了，肯定競爭不過人家。這是2004年美國搞了100萬美元做，我當時用高表面碳儲氫。底下寫的小字都是目前存在的問題，要300℃才能把氫放出來。我們國家有多少萬噸富產氫。氫儲存最大的問題是裡面微量雜質，是不跑的，我當時想把氫跑出來，又把渣子帶出來，這樣就好了。電解儲氫就是這個問題，我在美國也是做能源，能源問題就是運輸的問題。

我當時拿了一個大項目，我們在加油站底下挖了個坑，把不鏽鋼東西放進去進行儲氫，我把這個報告調出來發給一個朋友，我說你好好研究一下看看需不需要花那個錢。我講了液體儲氫，存在的問題就是空壓機，消耗30-40%的能量，能量平衡有沒有技術，消耗30-40%，美國國家實驗室用凝膠法，可以做到8.9%，我們不用70MPa，我們用35MPa，在低溫情況下能儲8.9%的氫。

過會兒來新民教授會講金屬板，1958年做高溫燃料電池就是做金屬板，這裡可以看到各種各樣的，就是2004年合作的金屬板，他說我們是非營利機構，他們是沒有盈利機構，他們做了這麼多都沒有賣到錢。我問整個板的面積是多少，只要問這個就知道我們可以算得出來能量密度是多少，要說50%，說明拿到40%，肯定是假的，要達到60%以上才有。

我剛到國家實驗室就給了一篇文章，這是瑞士在1998年已經用鋁板做燃料電池了。能量密度這裡可以看到。不鏽鋼做好了以後只有4%多，這個地方算的時候有很多訣竅，就看報道的時候是0.5V，註冊最大功率密度，有些是0.7V，有很多貓膩。我們不是假的，所以這個地方寫在這兒。

我這張上成都講了，我們燃料電池最大的問題就是漏，現在系統做得好就是加壓，有一個大問題就是密封來了問題，這裡有一個最佳點。還有端電池效應，可能會壞掉，這是一個實際當中問題。日本回去在端板做了幾個假電池保護起來。第三個是腐蝕問題，一般我們說要搞內窺鏡，從旁邊要塞進去看，假如說這個板一個個非常整齊，沒有看到一個跑出來這個堆就很好，有些點跑出來，就來了問題。我們去芝加哥，他們說喝水，我說不喝這個水，這個水有碳還有負離子。最後講DUST，空氣這邊不單是硫問題，最大問題是PM2.5。

昨天海南省長講了，海南非常好，PM2.5每平米16，如果要過濾掉80%，就有3.24g，其它地區更糟糕，所以我說燃料電池本質是振動和雜質問題。細節、工藝和質量這些都是要注意的。

這個地方不講了，架構感測器有一個問題，我看到一個大巴，大巴開出去外面空氣溫度比較低，就會倒吸進去，人家就加了一個東西堵在那兒。

謝謝大家。

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