中国网烟台10月27日讯(记者 王瑞芳 刘桢柯) 随着世界人口的不断增加,人类对能源开采和消费量呈现爆发式增长,由此产生能源枯竭、环境污染、温室效应等问题,对人类的可持续发展构成了严重威胁。在常规新能源中,氢能以来源丰富、能量密度高、绿色无碳等优点,已被视为21世纪最具发展潜力的能源,尤其是在新能源汽车领域表现尤为突出。
在第二届全国博士后创新创业大赛上,来自创新赛队的昆明理工大学李璐团队带来的项目命名为“倾(氢)钛极,探(碳)非凡”,主要以质子交换膜燃料电池用钛合金双极板研发为技术核心,专注于各领域用钛合金产品研发和技术推广。
据介绍,2020年,在新西兰奥克兰大学开展访问工作的本项目负责人了解到“新西兰Hiringa能源公司与总部位于美国的HYZON Motors签署了一项协议,确保Hiringa及其车队合作伙伴能够使用氢燃料电池重型货车”。氢燃料电池汽车核心部件的质子交换膜电池堆(PEMFC),由多个电池单体组成,双极板是PEMFC的关键核心部件之一。该燃料电池采用不锈钢金属材质双极板,使得电池体积更小,续航更远。那力学、化学性能如此稳定的钛合金是否替代不锈钢被采用?项目负责人于2021年初回到国内,组建以博士后为骨干的科研团队开展预研,当年申请到云南省重点研发计划国际合作项目,进行钛合金在双极板上应用的研究,实现了双极板高导电、高强度、高耐蚀和疏水的特点,并且很快得到授权了多项专利,发表多篇科技论文。
(李璐向记者介绍该项目技术特点)
“不锈钢的密度是7.9g/cm3,钛的密度只有4.5g/cm3。采用钛合金双极板对提高双极板耐蚀性能、电化学性能和减少电池质量与体积具有重要意义。”李璐介绍,该项目采用表面改性技术,在钛合金镀一层膜即可提高导电性能。并且,依托云南省质优价廉的钛合金原材料,价格方面更具优势。目前,以昆明理工大学为主导的钛合金双极板已经完成中试生产,并在两轮电动车上进行装机运行。
谈到未来的推广应用,李璐说“相关的配套还需要市场来支持。”比如,前端需要低成本制氢技术支撑。氢气价格以及加氢站的建设有助于进一步推广氢燃料电池技术。市场从业人员希望氢气价格未来能够达到10元/kg,这样氢燃料电池在乘用和商用车辆领域更有应用前景。
李璐表示,氢能燃料电池与锂电、风电、光伏的关系,并不是谁代替谁的关系,新能源的多能互补、深度融合,将加快建设我国新型能源体系。