燃料电池发展趋势

　　2020年一季度国内燃料电池生产总值206504亿元。我国燃料电池行业已处于应用示范阶段，扶持政策加码，产业化将近，产业链发展机会巨大。以下对燃料电池发展趋势分析。

　　在燃料电池系统中，电堆的成本占比为约50%，而膜电极在电堆的成本占比约为65%，双极板在电堆的成本占比约为25%，燃料电池商情报告指出，当生产规模从1000套/年到50万套/年数量级变化时，各组件的制造成本均有显著降低，生产规模在1000、10万、50万套时的80kw燃料电池电堆成本分别为118/22/19美元/套，且在决定成本的因素中催化剂和双极板始终扮演着重要角色并逐渐提升占比。当核心技术难题被攻克、技术发展成熟后，可以通过大规模量产实现规模效应，以降低成本。

　　从燃料电池在载人航天、水下潜艇、分布式电站获得应用以来，燃料电池一直受到各国政府和企业的关注，其研发、示范和商业化应用的资金投入不断增加。现从五大趋势来分析燃料电池发展趋势分析。

　　(1)燃料电池电堆降成本仍然是行业发展重点。在当前技术条件下，质子交换膜、气体扩散层等加工成本主导的零部件可以通过规模化实现降成本，而双极板、催化剂受原料成本主导难以通过规模化降本，因此需要更迭技术，探索低成本解决方案。

　　(2)电堆及零部件国产化进程加快。目前国内用于乘用车的金属双极板、膜电极、质子交换膜、催化剂、炭纸生产能力较低，市场由国外企业主导。随着国内研发投入加大，未来电堆生产技术及各零部件技术与国外差距将缩小，国产替代将加速。

　　(3)石墨双极板技术成熟，国内将迎来规模化生产。石墨材料将寻求性能更优、成本更低新型炭基材料，生产工艺由机械加工成型向模压成型转变。而随着乘用车技术的进步，体积小、功率高更适宜批量生产的金属双极板前景广阔。

　　(4)有序化膜电极技术是未来膜电极制备主流发展趋势。有序化膜电极能够解决CCM技术催化层结构不稳定的缺陷，具有优良的多相传质通道，能有效降低铂载量，并提高膜电极寿命。目前，行业内小范围实现量产，规模化量产仍面临水管理等技术和制备难题。

　　(5)降低催化剂铂载量或使用非铂催化剂是有效的降成本方向。一方面通过改进电极，提高铂质量比活性以降低铂用量，开发核壳机构、铂合金或纳米结构的超低铂催化剂;另一方面研究开发非铂催化剂，如钯基催化剂、非贵金属催化剂和非金属催化剂技术。

　　过去5年中，制造商已经把燃料电池装置中使用的铂减少了1/8，其主要途径是设计需要较少铂的系统并把铂与较为便宜的金属熔合。但是为了大幅度降低燃料电池的成本，他们还需要进一步减少铂的用量。当然，除了必须解决成本问题以外，制造商们还应设法减少现有燃料电池的体积以及提高它们的耐久性。

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