如今，越来越多的人注意到了传统的偏二甲肼/四氧化二氮燃料的毒性和环境不友好性。随着新一代液氧煤油大推力火箭发动机的发展，有很多人开始想起了液氢液氧发动机。同样是低温燃料发动机，为什么以液氢为燃料的发动机没能迅速普及开来呢？实际上，想要驯服液氢这匹动力强劲又个性十足的野马需要非凡的耐心和先进的技术。目前，大推力的液体火箭发动机主要使用偏二甲肼/四氧化二氮、液氧煤油和液氢液氧三种燃料体系。其中，偏二甲肼/四氧化二氮组合的比冲（火箭发动机单位重量推进剂产生的冲量，其数值越大表示燃料的效能越高。）为348秒，液氧煤油组合的比冲为347秒。而液氢液氧组合的比冲达到了457秒，足足比传统的有毒推进剂的比冲高出了31%！这是目前依靠燃烧产生的高速喷流来推进的化学火箭发动机中少有的比冲超过400秒的。既然性能这么好，那干脆所有的大推力火箭发动机都用液氢液氧组合好了。别着急，液氢可不是这么容易就会乖乖地为人类服务的。冷峻 深处暗藏的危险在人们关注液氢当中蕴含的巨大能量的时候，往往会忽视液氢极低的温度。作为宇宙中存在数量最大的原子和元素周期表中排名第一的元素，氢的性质当然不会稀松平常。液态氢的沸点为-253℃。这个温度足以使液氢成为一种极为冷峻的物质了。在自然界中，只有沸点为？268.9℃的液氦可以和液氢共存。其他的气体遇到冰冷的液氢只能被冻成冰坨。这原本是一种正常的自然现象，气体温度在沸点之下，就会成为液体，在凝固点之下，就会进一步变成固体。但是，在火箭发动机复杂的管路系统中，这个现象会蕴含着非常大的危险。通常来说，空气中有78%的氮气和21%的氧气，氮气的凝固点为-210℃，氧气的凝固点为-218.79℃。在向火箭燃料储箱中加注液氢的时候，如果不提前进行处理的话，空气就会被包裹在沸腾的液氢中，冻成一块块的冰颗粒。实际上，情况还没有这么简单。氮气的凝固点虽然比氧气高一些，看起来会先被冻住，但其实氮气分子的尺寸较小，其逃脱的本领要比氧气强。根据大量的测试试验，人们得出了这样的结论：被液氢冻住的空气冰块中，含氧量高达52%。我们在做中学化学试验的时候，已经见识过了试管中的氢气与空气混合到一定比例的时候，会发生爆鸣的现象。而在52%的氧气浓度下，液氢的“爆脾气”很容易被激发出来，一粒沙子从一米的高度坠落的能量，就足以引爆液氢与高氧浓度冰块的混合物。在液氢输送管道中，棱角分明的蓝盈盈的冰坨之间碰撞的能量会很容易引爆整个液氢输送系统。早期研究液氢液氧发动机的美国人在这方面吃了不少苦头。即使液氢中冻结的这些空气冰块没能引起爆炸事故，也会给火箭发动机带来其他隐患。火箭的燃料输送系统与人体的血管有一些相似之处，既有粗壮的主动脉，也有逐渐变细的血管直至毛细血管，中间还会穿过心脏和其他重要脏器。那些冰块在主管路中尚能随着液氢流动，但是当流到较细的管道或者阀门处的时候，就会发生堵塞。即使这些冰块顺利地通过了这些关卡，也会最终在喷嘴那里挡住液氢的去处。这就是液氢液氧发动机在燃烧过程中出现不稳定现象的一个原因。氢气是宇宙中的已知气体里密度最小的，氢气的体积是同等重量空气的14倍，要想让火箭带上充足的氢气上天，将氢气液化几乎是个必然选择。总不能让火箭带着硕大无比的氢气囊发射吧。（室温下的氢气是同等重量的液氢的840倍，想象一下体积变大800多倍之后的火箭！）但是，液氢极低的温度又会导致空气在里面冻成冰块。怎样解决这个矛盾呢？技术人员想到的办法是：把空气吹走。上世纪50年代，在普惠公司和马绍尔飞行测试中心的共同努力下，美国人研制出了他们的第一台液氢液氧发动机——RL-10。为了避免燃料管路中出现恼人的冰块（搞不好是会要人命的），他们琢磨出了一整套把空气从火箭储箱中赶出去的方法：在地面上，用氮气把储罐吹一遍，使储罐中充满氮气，这样即使出现冰块，也不至于发生爆炸。然后，用高纯度的氦气把氮气吹走。因为氦气的凝固点是？272.2℃，比液氢的沸点低了将近20℃，因此氦气是不会在液氢中冻住的。另外，氦气是惰性气体，懒得和氢气发生什么瓜葛，残存的氦气会随着发动机的燃气排出。为了保证在火箭上升的过程中不会出现液氢吸收空气中的氧气的情况，技术人员给使用RL-10发动机的火箭搭配了装有高压氦气的罐子。在火箭中的液氢燃料进入燃烧室之前，一直会有一股强大的氦气流吹过液氢箱、推进剂输送管道、燃料泵、发动机冷却排气管和燃烧室，保证液氢一路上不会与空气发生接触。RL-10火箭发动机的改进版在多种运载器上得到了应用，土星一号火箭的第二级使用6台，半人马座火箭的上面级使用2台，德尔塔-4运载火箭上面级使用2台。这些火箭的发射成功率都不低，可见这种液氢液氧发动机的可靠性经过了实践的考验。在NASA最新提出的重返月球的计划中，RL-10发动机有可能继续被启用，用来为登月舱提供稳定可靠的动力。欧洲的阿丽亚娜系列火箭也使用了液氢液氧发动机作为低温上面级。他们的工程师认为没有必要像美国人那样使用高压氦气来折腾薄薄的储箱，于是就想出了另外一个法子。他们先用加温到40℃的氮气把从储箱到燃烧室的整个管路系统吹一个小时。然后，把氦气灌满整个储箱，直到罐内的气体压强与外界大气压强相同。接着，他们把储箱抽空并滤走里面的水蒸气。然后，再次把储箱充满氦气。这样的操作要连续进行22次之多，以确保阿丽亚娜火箭上面级的液氢管路系统内的清洁。整个吹除过程的持续时间长达5个小时。可见，要驯服液氢燃料，从来就不是一件轻松的事情。活泼 难被禁锢的天性解决了低温会使氧气结冰的问题仅仅是走出了第一步。火箭发动机确实能稳定工作了，但是驯服液氢的难题在此时并没有被完全解决。氢气是目前已知气体中个头儿最小的，这就使氢气本身有着活泼好动的天性。而液化后的氢气的沸点又非常低，在常温中会时刻处于沸腾的状态，这使得液氢的储存和运输的困难变得大了起来。冬天，为了避免开水变凉，我们可以把水倒入保温瓶中存放。保温瓶的内胆设计有助于尽量隔绝热量交换。实际上，在夏天为了防止冰棍过快融化，也可以把冰棍放到空的保温瓶中。在储存液氢的时候，人们用的也是隔绝热交换的思路，用厚厚的保温材料将液氢包裹起来。通常来说，使用常温燃料的储箱外壳的重量占装满后的储箱总重量的 ...

世界能源理事会发布关于氢能的研究报告，认为氢不是能源，而是能量载体，必须在使用前生产和储存。这个储存能量的气体分子可以通过以下几种方式产生能量：1.燃烧：燃烧一公斤氢气释放的能量是一公斤汽油的3倍，只排出生产水。2.燃料电池：燃料电池是一种电化学电池，通过氧化还原反应将氧气转化为电能，反应的副产品是水。只要供应氢气和氧气，电池就可以连续发电。世界能源理事会的报告将氢气按照生产来源分为“灰色”、“蓝色”和“绿色”三类：——灰色氢气目前，96％的氢气来自化石燃料，通过蒸汽甲烷重整（SMR）或煤气化技术制取氢气。该过程制造的氢气成本较低，但是碳强度最高，因而社会接受度最低。——蓝色氢气蒸汽甲烷重整技术或煤气化加上碳捕捉和贮存（CCS）制氢，碳强度较低，成本昂贵，社会接受度较高——绿色氢气使用可再生能源进行电解，二氧化碳零排放，成本昂贵，社会接受度最高

日前，国务院发布了《关于加快发展流通促进商业消费的意见》，要求释放汽车消费潜力，放宽或取消限购，促进二手车流通。政策出台的背景是，汽车市场已经连续13个月下滑，这个“车市寒冬”非但没有结束的迹象，反而越来越冷——根据乘联会的数据，8月前3周乘用车销量已经同比跌破20%——这是2017年以来的最大跌幅。作为国家经济支柱产业之一，车市一直被认为是经济形势的晴雨表，以“取消限购”为代表的鼓励消费政策很自然地被认为是一个救市措施，不少媒体一阵骚动：“强力救市政策来了！”实际上，取消限购这事，今年至少说了三次，媒体们也至少为此兴奋了三次。细细琢磨一下，取消限购真的能够救市么？甚至说，取消限购的主要目的是救市么？现在并不是中国车市第一次经历寒冬，尽管中国车市连续增长了28年，但也并非一帆风顺。通过对比此前车市寒冬的救市政策，可以寻找政策发展的脉络：频繁出台鼓励消费的，目的并不在于救市，更多的是配合产业政策，推动汽车产业变革，以应对合资股比开放、中美贸易战带来的前所未有的全球化挑战。三次“寒冬”的救市政策对比在加入2001年WTO之后，有过三次车市增速下滑，其中有两次被认为是“车市寒冬”，以至于政府出台了一系列的救市政策。第一次是2004年，年增速从35%直接下滑到15%，尽管仍有两位数的增长率，但极大影响了市场信心。此次增速下滑影响虽大，但并未被认为是“车市寒冬”；第二次是2008/2009年，由于金融危机的影响，自1999年后产销年增速首次回落至10%以下；第三次是2015年，连续多个月份出现负增长情况，汽车市场进入新常态。在2009年与2015年，政府分别出台了相关救市政策，见表2分别以“汽车下乡”与“购置税减半”闻名的两次救市政策的效果都十分显著，尤其是2015年，直接扭转了当年车市负增长的趋势，并在2016年重新回到两位数的增长（13.9%），立竿见影的效果甚至出乎了专家的预料。中汽协常务副会长兼秘书长董杨在出台购置税减半政策时曾表示：“对于中短期的减税救市，我认为效果不大，但是，在国家政策的执行情况下，我们还是持支持态度”。回头在看今年的情况。从年初开始，鼓励消费的政策和意见稿隔三差五地出台。各项政策中与汽车相关的内容大致罗列如表2。归纳起来，大概是这么几条内容：老旧汽车更新、汽车下乡、皮卡进城、支持新能源、解除限购、促进二手车市场。对比三次政策，可以发现此前能够救市成功，最重要的原因就是中央财政补贴的支持：2009年有50亿支持汽车下乡和购置税减半，2015年有购置税减半，而2019年没有任何大额直接补贴。今年鼓励消费的政策里，更多地将调节市场的主导权下放到了地方，比如汽车下乡是由地方自行决定是否进行补贴，取消限购更是只与少数地区相关。少了中央财政支持这剂猛药，救市政策的药效自然不好。因此，尽管2019年的药方里似乎该有的都有，但在市场却似乎没有反应，因为这副药本来就不是用来救市。政策变化的原因：救市救不了汽车产业从2009年到2019年已经经过了10年的时间，经济形势与市场环境已经发生了巨大的变化：在2004年车市增速下滑之时，仅需市场自行调整就回到了快车道；2009年在政策的支持之下，车市维持了6年的增长；到了2015年，政策仅仅能维持不到三年的增长。有评论人士认为，2018年车市下跌，不过是刺激政策将本该在2015年发生的事情延迟了3年。刺激政策的外在效果已经越来越弱，需要通过引导政策优化产业内在。从三次救市政策的变化也可以看出政策思路上变化的端倪：2009年目的就是振兴车市，让汽车产业回复高速增长，拉动整体经济发展；2015年已经体现出“调整为主，救市为辅”，主要目的是优化市场结构（淘汰超标排放、推进小排放）与培育新增长点（促进新能源发展）；2019年的政策甚至刻意淡化了“救市”，进一步强调了优化市场结构。除了刺激政策效果的减弱，汽车市场环境的变化是更重要的原因。1、国际化挑战长期以来由于汽车企业合资股比的规定，国内自主品牌处于一种受保护的状态。在2018年正式宣布开放合资股比的详细计划，时间点最远的乘用车定在2022年，而新能源汽车更是在2018年就正式开放，特斯拉中国工厂已经开建，最快今年就能投产。自主品牌们即将面临真正的全球化竞争，正面迎战国际汽车巨头。2、中美汽车产业竞争中国汽车产业、集成电路产业是中国工业振兴计划中的两个核心，集中代表了中国制造业的水平，也是美国最为担心的产业。这两个产业不崛起，中国制造2025就不能说是成功。中美贸易战已经显示了美国压制中国崛起的决心。尽管传统燃油汽车不是美国核心国家竞争力所在，但新能源汽车却是未来中美竞争的核心赛道之一，关乎未来中美两国科技竞争的胜负。中国汽车产业必须在有限的时间窗口之内，快速对产业结构进行调整优化，去迎接前所未有的挑战，短期的救市已经不能够满足中国汽车发展、崛起的要求，甚至会伤害到汽车产业的未来。作为一个政策密集型的产业，政策的引导将是最关键的因素之一，甚至去掉“之一”也不为过。因此，汽车产业的政策制定不会着眼于短期的市场变化，而是聚焦在产业结构的调整，甚至利用“车市寒冬”这个特定的环境，推进平常难以进行的改革。此“救市”非彼“救市”，寒冬正是产业优化的大好时机“大而不强”是国内汽车产业最典型的特征，双积分统计的整车企业数量接近了100家，远远超过日德等汽车强国的车企数量，同时缺少有较高市场竞争力的企业。另一方面，长期以来政策对于汽车产业的强力干预，使得市场调节作用偏弱，不利于行业的优胜劣汰。2018年的合资股比开放，新《汽车产业投资管理规定》，2019年新的新能源汽车补贴政策，都指向了几个共同的目标：1、加强“放管服”，减少政府干预，开放市场竞争，增强市场主导作用。2、权力与责任下放地方政府。3、调整汽车产业结构，严控汽车产能，将产能向优势地区集中。4、推进新能源汽车市场化进程。产业政策是连续、相互呼应的，而不是中断、孤立的。近期出台的“救市政策”，体现出了相似的特点：1、放权地方。地方自主设立汽车下乡的补贴计划。2、调整消费结构。皮卡进城，推进老旧汽车更新，繁荣二手车市场，调整目前的汽车消费结构。3、进一步开放市场。取消限购一大目的是为了规范汽车消费市场秩序，减少政策对于市场的干预。4、鼓励新能源汽车 ...

质子交换膜燃料电池(PEMFC)是如今最火热的话题，因其具有能量转化效率高、噪音低、零排放等优点，使之成为车用燃料电池的主流选择。为了促进国内PEMFC的发展，由上海燃料电池商业化促进中心和DT新材料联合举办的2019年8月21-23日在上海召开。会上同济大学副教授马天才发表了主题演讲。嘉宾介绍：马天才，同济大学汽车学院，博士生导师，副教授，国家燃料电池汽车及动力系统工程技术研究中心副主任，中国氢能源与燃料电池产业创新联盟副秘书长，国家863计划项目首席科学家，IEC国际电工学会燃料电池技术专家，全国燃料电池及液流电池标准化技术委员会委员、中国工业节能与清洁生产协会电池回收与再利用分会专家、上海燃料电池商业化促进中心理事，International Journal of Powertrains期刊客座编辑。持续从事燃料电池汽车研发18年，开发了200余辆燃料电池汽车和100余套燃料电池备用电源系统，主持参与国内外标准16项演讲题目：燃料电池系统研发与应用演讲实录：非常荣幸给大家做一个简单的报告，我从2000年开始，像我们国家以前做的科创示范都是我在参与的。今天的目的是想跟大家分享一下同济大学在质子交换膜燃料电池进展，以及我们从事燃料发动机的感受。第一点介绍一下燃料电池技术与产业发展现状。燃料电池的原理大家都比较清楚，就是氢能转化反应。燃料电池不能说是燃烧电池，电池燃烧就完蛋了，我们燃料电池是不燃烧的，是低温的化学方面。燃料电池发动机系统，到底包含了哪些?我们同济大学基本上统计了，从DCDC为一个界限，驱动电机跟电池我们认为是整车的组成部分。燃料电池在不同的车辆上就是不同的燃料电池车。我们讲燃料电池的时候，在2002年的时候大家都注意到了，已经建立了氢能的团队，如果没有氢能，发展燃料电池就是一句空话。氢能在重点就是与各种可再生资源连接起来，我们都知道的风能、太阳能包括水力发电等等。这些能源都存在时间、空间的问题，供给侧和需求侧的不平衡，有了氢能以后就可以做大规模的存储。氢能的基础上，我们可以做到能源更好的利用。在我们国家的层面上，如果我们把氢能充分利用起来，中国未来是不需要进口石油的，这个可能是对于我们国家能源战略是非常重要的一点。我们现在能源体系存在的问题比较清楚了，主要两点第一个是能源安全，第二个是碳排放，我们国家的问题跟我刚才说的一样，我们不是没有能源，而是我们能源结构，包括供给需求的差异性。但这些内容，我们通过联盟发布的白皮书观点，因为我是在氢能联盟担任副秘书长，这些观点也再给大家分享一遍。白皮书大家有兴趣可以看一下。我们认为氢能至少从目前为止氢能是解决最有效的途径，安全、清洁、低碳、高效。基本上将来需要用能源的都会用到它，氢能产业的规模绝对会比很大，相对来说燃料电池是氢能利用有效的途径，但氢能绝对是整个应用的基础。因为它的应用比我们想象的要大得多。在车辆领域，燃料电池是我们动力转型的方向，第一个是减少燃油的依赖，第二个是对车辆排放的需求，这些大家都比较清楚了，不光对于我们国家来说，对于世界各国来说都是非常重要的发展方向。尤其是现阶段，在我们国家，在全世界范围里大家都认为燃料电池在长距离的情况下优势明显。大家都在讨论燃料电池和纯电动到底是什么样的关系，同济大学包括我们团队，一直的观点就是燃料电池跟纯电动不是一种竞争关系，不同技术在不同应用领域有各自的优势。这个优势随着技术的发展，这个过程中可能会发生变化，但总的来说，长距离下燃料电池还是有更多优势的。燃料电池在我们国家一系列政府文件，包括现在各级政府不同的规划，相关的支持政策非常明显。在日本，他们做的相对来说很完善，我一直觉得日本做得比较好的一条是说，他们在民众教育这块，一直是我比较羡慕的。因为我们国家虽然这个产业很热，不管是资本也好、政府也好，还是企业也好。但我们一直在民众教育方面，普通人听到氢气第一反应就是安全问题。有一次日本出租车司机非常自豪的告诉我，我们日本将来会大力发展氢能。我就很差异，我说你们不担心安全吗?他说氢气很安全。因为他们在日常生活中接收到了足够多的信息。欧洲做了大量的工作，我们看我们国家氢能的发展，燃料的发展，更多的要看加氢站的发展。2018年底的时候，大家统计的数据，全球正在运营的加氢站达到369座，其中273座和传统加油站一样运营。我个人认为这个还是比较客观的，这些加氢站，欧洲是152座，亚洲136座，北美78座，亚洲136座大部分是日本，一百左右，韩国是27座，我们中国就很少了。前四个国家是日本最多的，德国、美国、韩国。我们不要说未来有多少辆车，加氢站有多少站，每年加多少氢，实际上就能够反应出我们应用的状况。日本的状况和中国的状况，这里大家看得比较清楚，日韩密度要大得多，美国现在还是在西海岸线比较多。加氢站另外一个角度，我个人认为德国做得比较好，欧洲这边，因为我们2013年跟欧盟交流的时候，他们就说我们要建高速公路加氢站。包括德国的规划，他们牛吹得挺大，但现在看基础设施建设的非常好。去年我参加会议的时候，有一个政客，他在批判政府，德国一直号称是汽车强国，新能源汽车发展起来以后，日本把氢能做好了，中国把纯电动汽车做好了，德国的汽车未来在哪里。他们在批判政府的时候说的，但当初我看过相关的数据，实际上德国在氢能，燃料电池发展的过程中，他们扮演的角色，他们最主要的作用就是把这个加氢站建好，更多的是让企业做核心技术。我们国家的燃料电池汽车产业规划到目前为止我们看的话，我个人认为还是非常痛苦的，包括技术包括产业发展的状况，实际上都比较痛苦。虽然我们现在路线图正在修订，更多我们关注的还是氢气储备的问题。燃料电池汽车商业化时代已经到来了，正在进入商业化的过程中，对我们国家而言机会还是有的。因为去年调研时，总理就问了两个问题，第一个是中国新能源电动汽车能不能追上日本，第二个如果要追上需要政府做什么?总的来说我认为我们机会还是非常大的。因为我们起步还是非常早的，世博会的时候，听到中国的氢燃料电池，世博会的时候是全世界第一次这么大规模做的燃料电池汽车。 第二个给大家介绍一下我国燃料电池发动机技术和面临的挑战。我们国家燃料电池汽车发展还是在政府的引导下做的，虽然有 ...

质子交换膜燃料电池(PEMFC)是如今最火热的话题，因其具有能量转化效率高、噪音低、零排放等优点，使之成为车用燃料电池的主流选择。为了促进国内PEMFC的发展，由上海燃料电池商业化促进中心和DT新材料联合举办的2019年8月21-23日在上海召开。会上中国科学技术大学教授路军岭发表了主题演讲。嘉宾介绍：路军岭，博士生导师。中组部青年千人。2007年在中国科学院物理研究所获博士学位。2004-2006年期间曾赴德国马普弗利兹-哈伯研究所做合作交流。2007-2013年期间先后在美国西北大学和阿贡国家实验室从事博士后研究。2013年3月至今在中国科学技术大学任教授。长期围绕原子层沉积(ALD)技术，从事金属催化剂的精准设计与催化反应机理研究。在Nature、Science、Nat Commun、Science Adv、JACS、 Angew Chem.等期刊上发表论文80多篇。SCI总引用近4500次。演讲题目：面向高效去除氢气中微量CO应用的新型催化剂设计演讲实录：非常感谢组委会的邀请，我也是第一次参加由企业主导的会议。也非常激动，能够跟大家介绍一下我们科技组最近这些年取得的氢燃料电池方面做的工作。但听完我的报告可能会发现我今天的报告跟王老师比起来可能更偏离我们今天大家说的氢燃料电池燃料堆层面。今天主要讲的是氢气中微量一氧化碳如何能够实现高效的去除，从而使得我们现在做氢燃料电池汽车时，可以用低纯度的氢气可以实现氢燃料电池应用，主要是这方面的研究。研究背景我忽略一下，但能源问题，氢能肯定是将来主要的发展方向。而在氢气的应用方面，我们除了熟悉的氢燃料电池汽车里面有应用。氢气在我们化工领域里面一直以来都扮演着非常重要的角色。比如说大家非常熟悉的合成氨，有了合成氨反应以后，我们才能做合成化肥，使得农作物产量大大提升。另外精细化工领域方面也有重要的应用，我们通过氢气在精细化工里面加氢，可以实现包括制药这块有非常重要的应用。但氢气的纯度一直是非常重要的，之所以是这样的，因为如果我们看氢气的制取，在以下几个途径。一个是化石燃料制氢，还有含氢尾气副产氢回收，还有高温分解制氢，甲醇裂解制氢，还有电解水制氢，还有其他的生物质气化制氢。这些就是为了氢纯度，从而得到合适纯度的氢气。氢气成本比较，我们最熟悉的方式是电解水制氢，电解水制氢，每天每公斤氢气是4.5美元，我们国内煤炭比较多，用煤炭制氢，比如神华，大概成本是1.3美元每公斤左右。还有一个制氢的主要来源是天然气，我们国内是2.3美元的水平。重油大概是3美元。大家可以看到从制氢成本来说，从石化资源制氢，成本要远远低于电解水制氢。可能大家说我们也在新疆和田那边通过弃风电制氢。到目前为止现在氢气主要来源是化石燃料制氢，占了96%以上的氢气，尤其是在石油天然气和煤。通过化石燃料拿到的氢气通常还有1%左右的杂质气体。而这个1%左右的杂质气体是非常致命的，致命到什么程度呢?可以严重影响到氢气在下游的应用，如果直接用含1%杂质的氢气合成氨，马上就会失活。我相信没有一个企业敢用99%氢气，有1%的一氧化碳的氢气用在氢燃料电池汽车上。几个小时你的电池就失活了。这也是迫使我们现在做氢燃料电池汽车研发时，一般就是用五个九的氢，也可以用六个九的氢，但问题就是你的氢气成本就变昂贵了，如果是五个九提高到六个九，氢气价格就提高了一倍甚至两倍。这也是迫使我们想办法去把氢气中的微量一氧化碳去除掉，从而使得氢气能够得到一个非常好的应用，不仅仅在氢燃料电池汽车里面，甚至包括在其他合成氨或者是化工里面，都希望把一氧化碳去掉。最常用的办法大家也比较清楚，一个是变压吸附，很多公司都在用变压吸附法尝试净化氢气，好处是非常有效，可以把氢气纯度做到五个九、六个九。但存在的缺点也非常明显，一个是设备成本非常高，还有一个是能耗高，还有氢气回收率只有70-90%。现在小规模可能还体会不到氢气的消耗，一旦真正大规模，你能损失10%以上的氢气，这个损失是非常可观的。另外一个是甲烷化，因为甲烷即使浓度高，也不会对我氢燃料电池汽车电堆产生重度影响。但这个办法温度通常比较高，通常在200度以上，通过这个反应分子式，大家也非常直观的了解到，这个就是耗氢的反应，可能也需要消耗10-15%的氢气。还有一个办法膜分离，主要缺点是渗透率比较低，成本比较高，另外也存在氢脆的问题，如果有裂痕的话，氢就从裂痕跑过去了。一个非常理想就是一个富氢氛围CO有限氧化。我们可以通过微量的氧气，使得氧气能够选择性的和一氧化碳反应。这样可以选择性的把一氧化碳从氢气中取出掉。这两个方面是竞争反应，怎么设计一个催化剂能够让这个氧气选择性的把一氧化碳去掉，但没有把氢气去掉，是非常大的挑战。但如果针对我们氢燃料电池汽车，可能挑战来得更大一些，大家都知道氢燃料电池汽车温度大约80度，如果把这个放在氢燃料电池电堆和氢气罐的进气路上，设计一个催化剂，车载方法能够把一氧化碳去掉，首先你要满足工作温度大约80度的时候，催化剂能正常工作。如果要做实际应用的话，可能也需要在-40度保证催化剂工作，也就是要保证-40到80度这个温度区间，都能够选择性把一氧化碳去除掉，这也是催化反应里面带来最大的挑战。这个催化反应在我们学术界已经研究了很长的时间。其中这里有一个图，我觉得总结得比较好。这里面其中大家研究的一类催化剂是金催化剂，但这个催化剂的CO转化率低，没办法得到百分之百，因为氢气和氧气有一个竞争反应也会消耗，另外催化剂非常容易失活。举个例子，这个是2016年非常高大上的杂志，发现没有水气存在的情况下，催化剂很快失活，这个活性有明显的降低，加了水气以后，能够稳定。但如果真正看看转化率，还是没有到百分之百，也就是说一氧化碳纯度还没有办法满足氢燃料电池汽车要求。如果看下面的B图，可以发现最高选择性是80%，这个反应里面，氧气和氢气反应会消化掉里面的氢气。还有一类催化剂是用铜，这个绿色的圈，这个铜的转化率更低，好处是便宜，但是该类催化剂同样没有办法满足这个要求。其中一类催化剂大家认为是比较好的，就是PtFe催化剂。如果看最左边的图，这个是日本一个课题组在2003年研发出来的，他们研发的PtFe合金，可以在80-200度期间，可以选择性把一氧化碳去除掉，但没有把氢气去除掉，温区非常宽。这个催化剂发文章可 ...

质子交换膜燃料电池(PEMFC)是如今最火热的话题，因其具有能量转化效率高、噪音低、零排放等优点，使之成为车用燃料电池的主流选择。为了促进国内PEMFC的发展，由上海燃料电池商业化促进中心和DT新材料联合举办的2019年8月21-23日在上海召开。会上中车青岛四方机车车辆股份有限公司,新能源部高级主任万年坊发表了主题演讲。嘉宾介绍：万年坊，工学博士，中车青岛四方机车车辆股份有限公司高级主任，2007年毕业于清华大学，2007至2016年在日本Fujikura公司从事燃料电池研发，2016年回国。在氢能和燃料电池相关领域有十几年研究开发经验，主要从事燃料电池中高性能膜电极/催化层设计与优化、耐久性提高、电堆设计、水热管理、系统集成及轨道交通应用等，取得过多项国际领先成果，共申请/授权发明专利40余项，发表论文近20篇，为ISO国际标准—燃料电池轻轨智慧交通主要起草人和项目负责人。演讲题目：氢燃料电池在轨道交通中的应用演讲实录：感谢介绍，感谢主办方的邀请，大家好，今天非常荣幸在这里共同跟大家探讨一下，氢燃料电池在轨道交通中的应用。首先简单介绍一下我们公司，中国中车是世界最大的轨道交通制造商，目前占据30%以上的市场份额。我们中车四方股份是中国中车的核心子公司，是1900年建厂，距今有近120年的历史。中车四方股份创造了多个中国第一。目前公司总部位于青岛市，目前是22家子公司，其中五家全资子公司，分布在全国各地。中车四方股份主要产品是轨道交通客车，目前全面覆盖了轨道交通车辆的速度等级，实现了轨道车辆产品普系化。从低速的城市轨道交通车辆，像轻轨、有轨电车、地铁到城际车、和谐号、复兴号都是我们公司的产品。下面讲一下轨道交通存在的问题，为什么要使用氢燃料电池，大家知道目前的轨道交通车辆主要有两种方式，一种是接触网供电，一种是柴油机驱动，柴油机存在着排放和环境污染的问题，既使是接触网供电的方式，也存在着一些问题。比如说接触网供电的电力来源，像我们国家的电力结构有大于60%的电力是燃烧化石能源，并非完全零排放，而且架设接触网影响城市景观，基础设施建设周期长，成本高，互联互通性差，发生自然灾害时，可恢复性比较差。氢燃料电池用于轨道交通可以解决以上问题，首先是环境友好，像刚才缪总讲的碳排放问题，如果使用完全可再生能源制取的氢气来驱动轨道交通车辆，可以完全实现温室气体和颗粒物的零排放。因为轨道交通是目前我国电力应用当中的大户，消耗大量电能。还有可以保持良好的城市景观。再一个是基础设施建设快、投入低，具有较高的灵活性、安全性，高互联互通性、基础设施维护简单、对电网没有冲击，再就是具有长续航里程的优势。这里比较燃料电池和传统的储能电池，比如说锂电池和超级电容的轨道交通车辆，燃料电池车辆可以达到一百到上千公里的续航里程。还有充填速度，燃料电池10-15分钟可以加满。锂电池和超级电容轨道车辆一般是用于局部区域的没有接触网的线路当中。但对于全部没有接触网的线路还是很难应用的。再就是基础设施，氢燃料电池的加氢站加氢量比较大，而储能电池对电网冲击比较大。氢能源已经在全世界内广泛的研究，美国、日本、西班牙、德国、中国都进行了轨道交通氢能源的研究应用。欧洲的轨道交通线路，有接近50%还是非电气化的线路，也就是说是由柴油机驱动，所以欧州正在考虑更换柴油机驱动的列车，氢燃料电池完全有能力帮助欧洲实现温室气体、空气污染和降噪的目标。有预测表明，到2030年，欧洲新购买的火车中每5辆就有1辆可以用氢提供动力。法国阿尔斯通2016年推出了氢燃料电池列车，时速可以到140公里，续航历程可以达到600-800公里，2018年9月在德国进行示范运营，目前已行驶了1万公里，累积故障率比柴油机更低。阿尔斯通也获得了德国氢能源列车大单。阿尔斯通和英国轨道交通公司ROSCO已经在合作。下面介绍一下我们公司中车四方开发氢燃料电池列车情况，我们是2013年开始氢能源技术应用于轨道交通方面的研究。在2017年2月获得世界首个氢能源有轨电车商业订单，2017年12月实现佛山高明氢能源有轨电车下线。2018年获得了威廉格罗夫爵士奖。中车四方开发氢燃料电车有轨电车有三个阶段，第一个是原型车开发，第二代试验车开发，第三代商业运营车开发。第一代原型车，氢动力系统包含了燃料电池、锂离子电池和超级电容器，采用150千瓦的燃料电池，450Wh超级电容器。第二代试验车，我们采用燃料电池和锂离子电池混合动力的系统架构。取消了超级电容，增加了锂电池电量，同时增加了散热量、增加了储氢量，优化了系统结构。对于运营车，我们保留了燃料电池和锂离子电池的混动架构。这是燃料电池模块、锂离子电池模块和DCDC变换器，这是我们储氢和冷却系统模块，对于冷却系统我们可以是现在环境温度40摄氏度时，300千瓦的散热量。对于储氢系统我们采用6支III型气瓶，35Mpa公压力。这是我们具体有轨列车的参数，车辆使用寿命是30年，燃料电池系统能够达到该寿命还未知，运营速度是70公里，续航超过100公里，载客量是380人。这个是高明示范线，线路总长是17.4公里，首期是6.5公里，10个车站，我们准备配备5辆运营车。对于佛山高明线的项目很早就开始了，现在项目有所延迟，我们上个月已经成功实现了首辆车的轨道上线。除佛山外全国其他地方，我们也在准备推广氢燃料电池驱动的有轨电车，这个市场应该是会逐渐的扩大。同时公司正在制定燃料电池轻轨国际标准，这应该是在我国主导制定的燃料电池智能交通领域第一个国际标准，这个标准2019年2月已经正式立项，目前处于WD阶段，今天早上刚刚收到ISO通知，我们这个标准已经通过了CD阶段的投票，进展还是比较顺利的。除了有轨电车我们还开发其他的车型比如更高速度更高续航里程的城际列车，这个车是4编组车辆组成，对于氢能源的城际车，我们燃料电池系统准备采用净输出300kW的燃料电池。这个应该是目前已知的应用于轨道交通功率输出最大的燃料电池系统。动力电池准备采用高功率密度的锂离子电池，氢系统采用70Mpa氢气瓶。同时我们公司正在建设新能源混合动力试验室，主要是依托与国家创新中心，我们将建成的试验室包含氢系统、燃料电池、锂离子电池，超级电容从单体到模块到系统的测试、评价和分析，并且可以进行电电混合系统的联调联试。对于氢 ...

质子交换膜燃料电池(PEMFC)是如今最火热的话题，因其具有能量转化效率高、噪音低、零排放等优点，使之成为车用燃料电池的主流选择。为了促进国内PEMFC的发展，由上海燃料电池商业化促进中心和DT新材料联合举办的2019年8月21-23日在上海召开。会上香港科技大学肖菲发表了主题演讲。演讲题目：低铂燃料电池催化剂演讲实录：大家下午好！我是香港科技大学邵敏华老师的博士生。我今天讲一下低铂催化剂的进展以及我们实验室针对这个方向开展的基础工作，我们知道它在阴极发生的还原反应比阳极发生的氧化反应速率要慢很多，所以我们把正负极连接起来的时候，它的槽压会低于开路电位，如果我们只考虑动力学因素的话，会发现这部分电压的差别主要是来自于氧还原的过电势，达到100-300mV。所以在实际应用中只需要低载量的铂就可以催化阳极反应，而在阴极需要高很多的铂载量。我们知道铂价格特别贵，所以在2006年产生一千瓦的电量需要124刀，其中催化剂的花费就占据了50%，通过这十年的不断开发和应用，在2016年已经可以把成本降低到53刀。成本的降低也就推动了燃料电池的发展，但我们可以发现距离我们最后要实现的30刀每千瓦的目标还有一定的距离。所以我们催化剂的价格需要进一步的降低。怎么降低催化剂的价格呢？通常是利用一些过渡金属，比如说铁钴镍金属，跟铂进行合金化来降低铂载量。在高氯酸水溶液的旋转圆盘测试中，不同形貌和成分的铂基催化剂已经可以比商业的铂炭表现出好很多的氧还原性。例如拉链状的铂纳米线，已经可以提高铂的质量活性到商业铂炭的68倍。然而，因为这些催化剂合成的过程是非常复杂的，对合成过程中的升温速率要求非常严格。所以合成都是小批量的，如果我们扩大生产规模的话，他的形貌和活性都不能很好的保持。所以很多种催化剂大部分都不能用于燃料电池测试。当我们分析现有已经用于燃料电池测试的催化剂时，发现通过对炭载体孔隙调控，铂钴合金催化剂的功率密度可以到0.93 W cm-2，几乎接近我们要实现的目标。在炭载体上一些非贵金属，铂钴催化剂的质量活性可以大于1.5 安每毫克。但我们考虑到测试过程中的稳定性问题时，我们就会发现通过脱合金制备的铂镍颗粒表现出最好的稳定性，铂的质量活性只从0.58安每毫克降低到0.45安每毫克。我们选取其中一个例子进行讲解，这是刘老师发表在科学期刊上的铂钴合金。铂钴合金是一个核壳结构，同时在炭载体上掺杂了钴的单原子，通过这两者之间的协同作用，该催化剂在燃料电子测试中达到1.77安每毫克，但它的稳定性还有提升空间。我们看看非贵金属的发展，自从1964年发现大分子对氧还原有催化活性开启了对非贵金属的研究，1976年发现大分子通过烧结就可以其提高稳定性。1989年发现一些含有氮的聚合物可以用来替代大分子从而减少了非贵金属的发展成本，这几年的发展重心主要放在对一些模板的应用和对合成的改进。2018年非贵金属已经可以在0.8 V的高电位产生129 毫安每平方厘米的电流密度。但是我们可以发现这几年来稳定性的记录还只是保留在2011年报道的700 h.它是通过聚苯胺混合一些炭、金属源，经过烧结酸洗合成一系列非贵金属。其中铁钴双金属的非贵金属在稳定性测试中可以在0.4 V 的电压下在700小时内保持一定的电流密度。刚开始的时候，不知道这个催化剂的活性位点是什么，一直在想是颗粒还是热处理产生的石墨烯是活性位点。直到2017年扫描透射电镜的开发和应用，发现在原来投射电镜中观察不到东西的地方其实含有很多金属单原子，接着通过一系列的对比实验发现这个单原子才是最主要的活性位点。知道活性位点是什么以后，我们重心就会放在怎么减少热处理过程中颗粒物的形成，尽量生成这些单原子。比如说其中一种方法，就是引入一些金属有机框架，因为金属有机框架本身就含有一定的结构和空隙，所以在热处理过程中会阻碍铁铁键的形成产生铁颗粒。通过这个方法合成的多孔的铁氮碳催化剂可以在燃料测试过程中会降低催化剂的载量，同时可以达到美国能源部设立的2018年要实现的电流密度的目标。我们实验室对这个方向开展了一些工作，在钯的价格还是铂的三分之一时，我们就开始对钯和钯合金进行形貌控制。对于铂基催化剂来说是基于合金的基础上进行形貌的控制，进一步提高他的氧还原性。由于氧还原反应是表面原子参与的反应，内部原子对反应没有贡献，所以我们想用比较便宜的金属当做核，在核的表面镀上一成铂金属。我们介绍这个通过铜的欠点位沉积合成的核壳结构，我们选取一个钯基底，通过含铜离子的溶液进行一定电位的循环伏安法扫描，可以在钯上面形成一层铜原子，接着通过比如说氯铂酸中的铂离子来替换表面的铜原子，这个替换是一对一的替换，而且是自发发生。我们在单晶上进行了预实验，会发现替换后的铂单层是一个非常光滑的，可以从原子力显微镜的图片上可以发现。但这个方法用在大批量合成核壳催化剂时会发生一个问题，合成规模扩大的时候，铂铜的替换过程并不是理想情况的一对一的置换，铂替换铜以后，会沉积在铂表面，并在表面上就会形成一些空隙，这样对氧还原的性能是不好的。为了解决这个问题，我们通过在替换过程中添加一些物质，让物质吸附在铂表面，避免铂的二次沉积。开始在单晶上进行实验，会发现利用不同浓度的柠檬酸，并不会改变体系，因为我们可以看到起始电位是一样的，但到达平台的时间即替换过程达到平衡的时间却被减缓。比如说通过加入200毫摩尔每升的柠檬酸可以把替换过程减缓到50秒。我们还通过分子动力学去模拟了这个过程，柠檬酸的加入并不会影响铂替换铜，我们通过对照实验，发现没有加入柠檬酸的时候，替换后的表面含有很多大的空隙，但加入了柠檬酸后，它会吸附在铂的原子上。所以替换后的铂表面就相对来说比较光滑。接着这个方法应用在实际的合成催化剂中，这样合成的核壳催化剂在低铂燃料电池测试中可以达到20到60毫伏的提升。我们对钯核进行了进一步的修饰。脱合金的方法是通过在合金的基础上，让比较便宜的金属溶解，然后再原位上形成一些孔洞。这个方法同样也可以应用在颗粒中去增加它的活性面积。开始我们在钯铜合金上进行了实验，钯铜合金就是通过简单混合商业钯炭和铜金属源，然后通过烧结合成合金。通过循环伏安法扫描50圈后，我们可以看到颗粒上已经产生了1到4纳米的孔洞， ...

近日，中汽协公布了6月国内汽车产业运行情况数据。汽车行业整体下滑趋势仍然没有得到缓解，同比降幅有所扩大；自主品牌市场占有率更是跌破40%；受补贴退坡的影响，新能源汽车销量增速大幅收窄至1.8%，但仍保持了逆势增长的趋势，而政策持续利好的燃料电池汽车则成为亮点，同比增长8倍，实现销售315辆。新能源汽车增速恢复高速增长态势，产销分别同比增长56.3%和80.0%，这与厂商在补贴过渡期前冲量有一定的关系。值得一提的是，燃料电池汽车产销分别完成508辆和484辆，比上年同期分别增长9.8倍和14.6倍。下半年，随着汽车下乡、卡车进城、限购放宽、减税降费等政策的落实，国六标准正式铺开打消市场观望心理，汽车市场有望继续迎来回升。新能源汽车真正的考验，也随着度过过渡期而正式开始。汽车市场总体降幅收窄，下半场有望回暖根据中汽协数据，产销量分别完成189.5万辆和205.6万辆，比上月分别增长2.5%和7.5%，比上年同期分别下降17.3%和9.6%，同比降幅比上月分别缩小3.9和6.8个百分点。1-6月，汽车产销分别完成1213.2万辆和1232.3万辆，产销量比上年同期分别下降13.7%和12.4%，产量降幅比1-5月扩大0.7个百分点，销量降幅收窄0.6个百分点。乘用车市场连续12个月负增长6月，乘用车产销分别完成159.8万辆和172.8万辆，比上月分别增长7.2%和10.7%，比上年同期分别下降17.2%和7.8%，降幅略小于汽车总体。1-6月，乘用车产销分别完成997.8万辆和1012.7万辆，产销量同比分别下降15.8%和14%。销量降幅比1-5月开始收窄。乘用车四类车型产销情况看：轿车产销比上年同期分别下降13.4%和12.9%；SUV产销比上年同期分别下降17.6%和13.4%；MPV产销比上年同期分别下降23.8%和24%；交叉型乘用车产销量比上年同期分别下降5.3%和17.5%。国内SUV细分市场红利已经褪去，由于二胎开放而被市场宣传的MPV市场红利也未兑现，同时这两类细分市场下滑地最为明显。连续12个月同比增长为负的乘用车市场需要继续寻找新的增长点。随着汽车下乡、皮卡进城、取消限购、减税降费等政策的逐步落实，国六的正式推行打消市场观望心理，乘用车市场有望进一步回升。值得注意的是，由于统计口径的差异（中汽协公布是企业批发量数据，而乘联会公布是零售数据），乘联会的数据显示，6月份国内乘用车市场已经止跌，同比增长4.9%，环比增长11.6%。这与销售渠道库存清理有一定的关系。新能源汽车重回高速增长车道6月，新能源汽车产销分别完成13.4万辆和15.2万辆，比上年同期分别增长56.3%和80.0%。其中纯电动汽车产销分别完成11.3万辆和12.9万辆，比上年同期分别增长78.0%和106.7%；插电式混合动力汽车生产完成2万辆，比上年同期下降8.9%，销售完成2.2万辆，比上年同期增长2.2%；燃料电池汽车产销分别完成508辆和484辆，比上年同期分别增长9.8倍和14.6倍。　1-6月，新能源汽车产销分别完成61.4万辆和61.7万辆，比上年同期分别增长48.5%和49.6%。其中纯电动汽车产销分别完成49.3万辆和49.0万辆，比上年同期分别增长57.3%和56.6%；插电式混合动力汽车产销分别完成11.9万辆和12.6万辆，比上年同期分别增长19.7%和26.4%；燃料电池汽车产销分别完成1170辆和1102辆，比上年同期分别增长7.2倍和7.8倍。在5月产销同比均大幅回落后，6月的新能源汽车销量重回高速车道。这与补贴过渡期于6月25日到期，厂家进行冲量有一定关系。在整个过渡期内新能源汽车表现远优于整体汽车市场，但真正的考验将在过渡期后开始，市场集中度将进一步提高，缺乏核心技术与降成本能力的企业将逐步被淘汰。总体来说，2019年新能源汽车销量仍有很大希望达到160万甚至更高的目标。燃料电池汽车方面实现了4月后连续增长，其表现令人眼前一亮。值得一提的是，根据中汽协数据，2018年燃料电池汽车全年产销为1527辆，2019年上半年产销已经分别为1170辆和1102辆，已经达到了76.62%和72.17%。燃料电池汽车下半年的表现令人期待。自主品牌市场占有率有所回升6月自主品牌乘用车共销售66.4万辆，同比下降12.2%，占乘用车销售总量的38.4%，比上年同期下降1.9个百分点。1-6月，中国品牌乘用车共销售399.8万辆，同比下降21.7%，占乘用车销售总量的39.5%，比上年同期下降3.9个百分点。对比5月，自主品牌市场占有率有所回升，但2019年上半年的自主品牌市场占有率仍跌破了40%，进行产业结构调整，提高产品竞争力势在必行。国内汽车企业数量众多，一直为人诟病，车市寒冬也成为了产业结构调整的重要契机。随着代工管理条例的流出，代工包壳的道路可能也被堵上。如何在车市寒冬与产业政策收紧的双重考验中存活下来，成为数十家车企需要考虑的问题。 ...

一、燃料电池技术简介1.燃料电池原理及分类燃料电池(FuelCell)是一种将存在于燃料与氧化剂中的化学能直接转化为电能的发电装置。燃料和空气分别送进燃料电池，电就被奇妙地生产出来。它从外表上看有正负极和电解质等，像一个蓄电池，但实质上它不能“储电”而是一个“发电厂”。原则上只要反应物不断输入，反应产物不断排除，燃料电池就能连续地发电。氢-氧燃料电池为最常见燃料电池，其反应原理是电解水的逆过程（如图1所示）。燃料电池涉及化学热力学、电化学、电催化、材料科学、电力系统及自动控制等学科的有关理论，是一种将化学能转化为电能的技术，整个过程绿色环保，不产生任何污染物，而且效率高、噪音小，同时燃料技术原理上弥补了其他能源方式（比如锂电池）容量小、充电慢、寿命短的缺点。燃料电池已被欧盟确认为未来替代传统内燃机的绿色能源产品之一。燃料电池按电解质的种类不同，分为碱性燃料电池（AFC）、质子交换膜燃料电池（PEMFC）、磷酸燃料电池（PAFC）、熔融碳酸盐燃料电池（MCFC）、固体氧化物燃料电池（SOFC）。质子交换膜燃料电池以其工作温度低、转化效率高、功率密度高、可快速启动、且环境友好，被广泛应用于各个领域，小到手机电池、充电宝，大到大型电站；固定式如通讯基站主备用电源、家用热电联产，动如汽车、无人机、水下潜艇等。本文以下主要介绍质子交换膜燃料电池相关技术及产业链情况。2. 质子交换膜燃料电池系统的组成燃料电池主要包含起到“心脏”作用的发电单元燃料电池堆，燃料电池辅助系统，燃料电池控制系统。具体构成见图2所示。燃料电池堆主要完成氢氧电化学反应发电的功能，发电功率范围根据需要，通过增加单电池数量而增大。电堆发电的同时，产出水和热量，水通过阴极出口排出，热量主要通过冷却循环带出。电堆主要由双极板、膜电极、端板等组成。其中双极板是提供反应物质和冷却液的流道，串联各单体电池并收集电流，起到机械支撑的作用，同时分离氧化剂和还原剂，将反应物均匀分布在膜电极各处，管理电池反应产生的水与热。双极板需具备高导电性、小电阻率、高导热性、良好化学稳定性和耐腐蚀性、高有效面积、良好的机械强度、低成本等特点，其材质主要包括石墨双极板、复合材料双极板和金属双极板等类型，通常包括蛇形流道、直流道、交指流道、网格流道等类型。膜电极一般由质子交换膜、催化剂、气体扩散层组成，其中质子交换膜是电解质隔离膜，起到对质子导通、对电子隔离的作用，目前国际上主要有杜邦公司的聚氟磺酸（Nafion）膜和戈尔公司的复合膜，国内山东东岳集团的质子交换膜。催化剂即发生电化学反应的关键催化媒介物质，一般由铂、钯等贵金属与碳组成，传统为Pt - C催化剂，目前新型的铂合金催化剂已有产业化应用。气体扩散层（GDL）主要为碳纸或碳布，主要起到气体扩散，电流的收集，对质子交换膜起到物理支持的作用等，从而确定催化剂的利用率和整体性能。燃料电池辅助系统主要包括阴极回路、阳极回路和冷却回路。阴极回路是指空气回路，为燃料电池反应提供氧气（空气中的氧气），主要包括空压机、空滤器、增湿器等部件；阳极回路是指氢气回路，为燃料电池反应提供氢气，主要包括减压阀、氢气循环泵（起到使氢气循环利用的作用）、电磁阀等；冷却回路是指冷却液（去离子水或乙二醇水溶液）循环回路，冷却液循环流动，带走电堆产生热量，主要包括水泵、散热器、储水箱等。燃料电池控制系统集软件和硬件为一体，包括燃料电池控制器以及相应的控制软件。二、质子交换膜燃料电池产业发展现状1. 国内外质子交换膜燃料电池发展现状燃料电池被欧盟认为是未来实现低碳环保经济的重要方式之一，也是未来清洁能源体系不可或缺的重要环节。未来世界能源体系将逐渐从不可再生能源转向可再生能源，减少对高污染储量有限如石油等传统能源的依赖（如图3所示）。但是，可再生能源，如太阳能，风能等储存运输不便，而利用氢气作为新能源燃料的化学储能技术储能密度高，技术成熟，例如西方发达国家已经开始建立氢气管道运输网络；燃料电池技术是国际公认的发电效率最高而碳排放最低的发电环节关键技术。目前，国内各地也正积极推动燃料电池发展。2017年9月，上海发布《上海市燃料电池汽车发展规划》，规划到2020年，上海将聚集超过100家燃料电池汽车相关企业，于2025年建成50座加氢站，到2030年实现燃料电池汽车技术和制造总体达到国外同等水平，上海燃料电池汽车全产业链年产值突破3 000亿元。燃料电池的产业化发展与整个产业链的发展密不可分。大连新源动力股份有限公司为国内燃料电池起步较早的企业之一，成为这一领域的国内领军企业，其研发的氢燃料电池率先在国内汽车行业实现产业化应用。2017年8月，由亿华通投建的我国第1条自动化氢燃料电池发动机大批量生产线已经正式投产，该产线预估的每年产燃料电池发动机的产能在1万台左右，项目总投资达到了10亿元。佛山（云浮）产业转移工业园的氢能燃料电池汽车包含氢能乘用车、氢燃料电池城市客车以及燃料电池物流车等多款车型。2016年5月，广东国鸿氢能科技有限公司与加拿大巴拉德签署引进9SSL电堆生产线技术协议，在国内建设年生产20 000台电堆和5 000套系统的首条商业化燃料电池电堆及系统集成生产线。首批试制电堆样品主要性能指标达到国际先进水平。计划2018年生产3 000台9SSL电堆，系统集成1000套。在各方纷纷加码燃料电池汽车产业的背景下，燃料电池已具备大规模工业化生产的能力，未来燃料电池产业将迎来迅速产业化阶段。随着世界几大汽车集团进行车用燃料电池和燃料电池汽车的研发工作，推动燃料电池的产业化发展，其中世界著名燃料电池公司加拿大巴拉德是复合板电堆最早产业化公司，并最初为多家车厂提供电堆，如本田汽车、日产汽车等。丰田汽车公司从1992年开始致力于研发工作，1996年10月首次向外界公开燃料电池汽车，2002年12月在日本国内开始租赁，2005年7月获得车型认证。2008年6月发布了燃料电池汽车FCHV-adv。丰田汽车公司的燃料电池汽车从研发初始搭载的就是本公司自主研发的燃料电池，燃料电池汽车发布的同时始终追求燃料电池小型化及高效化的车载燃料电池系统已达到单位容积发电3.1kW/L，与研发之初相比性能已有大幅度提升。随后，丰田FCVmirai于2014年12月1 ...