北京氢燃料电池关键零部件研发快步走

　　冬日午后，一辆公交车载着乘客从大兴国际氢能示范区前驶过，车身上的“氢燃料电池客车”字样格外醒目。

　　这辆氢能公交车，加满一次氢只需要10多分钟，续航里程达400公里。当前，氢能汽车动力系统的关键零部件产品，正在大兴国际氢能示范区源源不断产出。北京市科委、中关村管委会表示，近年来，北京市持续围绕氢能、储能等领域推进底层技术攻关，推动关键技术装备和核心部件研制及示范应用，促进未来能源领域高质量发展。

　　氢燃料电池“芯片”性能突出

　　厚度只有头发丝直径十分之一的膜材料，是氢燃料电池的核心部件之一——质子交换膜。它相当于氢燃料电池的“芯片”，氢气经催化分解为质子和电子后，质子穿过薄膜，电子则会绕行输出电能。

　　“虽然这张膜已经薄至12微米，实际内部又分为3层。两层能传导质子的树脂将超高强度聚四氟乙烯多孔膜夹在中间，这对生产技术要求很高。”清驰科技董事长郑虓用力拉扯薄膜，它虽轻薄但很强韧，轻易不会破裂。

　　位于大兴国际氢能示范区的清驰科技生产线一尘不染。“我们常说的PM10，就是空气中直径10微米的颗粒物，哪怕一个颗粒落下，都可能穿透这张薄膜，后续使用中就会导致氢气串漏乃至电堆损坏。”郑虓说，目前，这张薄膜的关键原材料和核心生产工艺已在清驰团队的努力下实现了全环节国产化，产品与国际领先的同类产品性能相当甚至更优。

　　在生产线上，厚度微米级的原料跨越40米的距离，完成从原料到产品的变身，目前生产线每年拥有15万平方米的生产能力。不过，郑虓和同事并未满足于此，他们又设定了新目标，通过研发持续优化质子交换膜的耐久性，进而提升氢燃料电池重型卡车的性能和寿命。未来，这张膜还有望再“瘦身”，厚度减至8微米至10微米，应用到无人机等低空经济领域。

　　甲醇做燃料实现发电供热

　　示范区内还生产了另外一张膜，它能耐受更高的温度，工作温度在120摄氏度至180摄氏度之间。“常见的低温燃料电池工作温度在80摄氏度以下，需要使用高纯度氢作为燃料。”海得利兹董事长相艳介绍，随着工作温度升高，催化剂耐受一氧化碳及杂质气体的能力极大提升，这意味着甲醇、天然气等通过重整成为富氢气体，即纯度为70%左右的“粗氢”也能作为燃料，氢气可以现制现用，避免了高纯氢的储存、运输环节，用氢成本可降低三分之二以上。

　　这样一来，在没有市政供电、供暖的环境中，甲醇就可以让高温质子交换膜燃料电池热电联供系统运行起来，既能发电又能供热。近期，在北京城市副中心的临时工地宿舍内，这套热电联供系统为施工人员带来了充足电能和融融暖意。仅需一套体积相当于双开门冰箱大小的系统，就能满足工地临时建筑的冬季用电取热需求。

　　大兴庞各庄的西瓜育苗有了氢能助力，即使在寒冬腊月，大棚内也温暖如春，为小苗提供温暖的生长环境。“预计明年，我们就能在市场上吃到有氢能助力的西瓜。它会不会更甜?我也想尝尝。”相艳笑着说。

　　氢能汽车已经安全上路

　　目前，氢燃料电池的主要应用场景之一是重型卡车、冷藏车等远距离、大载重运输场景。加氢高峰时段，一辆辆氢能卡车在大兴海珀尔加氢站门口排队等候。

　　越来越多的氢能汽车就行驶在我们身边。氢能汽车动力系统关键核心部件，正在示范区内逐一突破。

　　“现在，我们的质子交换膜已经在一些重卡车辆上应用，这些车辆已投入正常运营，大家日常在路上就有机会见到。”郑虓自豪地说，一辆49吨的氢能重卡动力系统内，就要应用近25平方米的质子交换膜材料。目前，这些车辆的平均行驶里程达到2万至3万公里，车辆状态良好。

　　大兴国际氢能示范区的建设与氢能产业的快速发展同步迈进。目前，示范区北区起步区已建成投运，为从事氢能相关研究的高精尖企业提供测试、厂房、办公空间等服务;南区一期、二期建设完毕，地上建筑规模约4.7万平方米，今年下半年逐步交付客户，三期国家氢燃料电池汽车质量检验检测中心计划于2025年上半年建成投用。(记者 刘苏雅)