我國提出了將于 2030 年實現碳達峰、2060 年實現碳中和的發展愿景。積極發展氫能，引導高碳排放制氫工藝向綠色制氫工藝轉變，是能源革新發展，實現碳達峰、碳中和的重要舉措。氫能將是我國能源領域的戰略性新興產業，氫燃料電池技術是實現氫能利用的先決條件。

伴隨國內燃料電池技術企業的增多，氫能與燃料電池板塊又掀起了一波熱潮。股市持續走高漲停，似乎也在預示著即將突破技術壁壘的可能。

氫燃料電池是以氫氣為燃料，通過電化學反應將燃料中的化學能直接轉變為電能的發電裝置，具有能量轉換效率高、零排放、無噪聲等優點，相應技術進步可推動氫氣制備、儲藏、運輸等技術體系的發展升級。

自主創新 企業正在發力中

燃料電池系統相關技術企業屢屢傳出好消息，近期，氫晨科技順利通過IATF 16949認證。其自主研發的80-150kW級燃料電池電堆受到專業認證，此外氫晨透露，其研發的單堆230kW的大功率電堆已經完成性能測試，擇機將向行業公開發布。

氫藍時代成為NQA首家IATF 16949體系認證的氫燃料電池系統企業，其自主研發的50-130kW級燃料電池系統獲得廣泛關注。搭載氫藍時代全球首款132kW級單堆氫燃料電池系統的氫能重卡此前在深圳西部港區正式投入運營。

上汽集團發布公告稱公司擬拆分所屬子公司捷氫科技至科創板上市，此前十月底，捷氫科技推出了最新一代燃料電池電堆平臺——M4電堆平臺。同時，基于該平臺的首款燃料電池電堆——捷氫啟源M4H，以及燃料電池系統——捷氫啟源P4H、P4L也同步亮相。

研究與發展 政策扶持下的產業突破

我國在1998 年才出現首個氫燃料電池發明專利，目前相關核心專利數僅占世界的 1% 左右。先發國家在氫燃料電池系統、組件、控制技術、電極等方面發展相對均衡，一些國際性企業在燃料電池系統、電池組件與加工、控制技術等方面居于世界領先地位。

在儲氫方面，高壓氣態儲氫技術在國內外獲得普遍使用，低溫液態儲氫在國外有較大發展，而國內暫限于民用航空領域的小范圍使用。液氨、甲醇、氫化物、液體有機氫載體（LOHC）儲氫在國外已有成熟產品和項目應用，而國內仍處于小規模實驗階段。催化劑、GDL 等關鍵零部件或材料處在研究與小規模生產階段，批量化產品的可靠性、耐久性還需要長期驗證，主要技術為國外公司所掌握。

國內幾家企業目前均處于氫氣循環泵的產品研發驗證階段，部分公司已實現小批量產品供貨。碳紙、碳布是制備 GDL 的關鍵材料，基礎材料是碳纖維；我國碳纖維研制從 20 世紀 80 年代中期才開始，目前尚處于小規模生產階段，生產的碳纖維很難同時滿足電堆對于低電阻、高滲透性、機械強度大等的要求，與國外高性能碳纖維材料相比仍有較大差距。我國已將碳纖維列為重點支持的戰略性新興產業，相關技術在產業政策扶持下有望加速發展。

石墨 BPs 已實現國產化，金屬 BPs 實現小批量供貨，但耐久性、可靠性有待繼續檢驗；相關研究單位或企業有中國科學院大連化學物理研究所、新源動力股份有限公司等氫燃料電池電堆供應商，產品功率達到國際先進水平，建成了自動化生產線；金屬 BPs 電堆功率密度達到 3.8 kW/L，可在 –30 ℃低溫條件下自啟動，完成 6000 h 實車工況耐久性測試。

安徽明天氫能科技股份有限公司、雄韜電源科技有限公司已經建成電堆自動化生產線。貴研鉑業股份有限公司、中國科學院大連化學物理研究所等從事催化劑研究，其中中國科學院大連化學物理所制備的 Pt3Pd/C 合金催化劑已應用于燃料電池發動機。PEM 已具有國產化能力，年產能可達數萬平方米，但高端產品還依賴進口。空氣壓縮機技術起步晚，2018 年實現國產化并有小批量生產，但缺少低功耗、高速、無油的空氣壓縮機產品。

在產業發展方面，珠江三角洲、長江三角洲、京津翼地區涌現出了數百家氫燃料電池公司；氫燃料電池商用車（客車、叉車）已實現批量生產，燃料電池乘用車尚處在應用示范階段。國產乘用車、商用車的電堆功率與國外產品大致相當，但系統可靠性、耐久性、比功率、綜合壽命方面還需工況驗證。國內一些企業掌握了氫燃料電池系統研發技術，相關產品的冷啟動、功率密度等性能顯著提升，具有年產萬臺的批量化生產能力。然而與國際先進水平相比，國產電池系統核心零部件及系統的耐久性與可靠性仍存在一定差距。

發展艱難 燃料電池技術行穩致遠

燃料電池汽車技術企業野心勃勃，勢必達到國際領先水平。一汽紅旗已經將燃料電池技術視為新能源布局中的重要戰略部署，目前一汽已經完成了50kW和100kW兩個燃料電池發動機平臺的開發，最高效率60%，發動機開發完全自主，掌握集成、控制、測試驗證等全部核心技術。

億華通240kW氫燃料電池發動機G20＋于近日首發，截至目前，億華通自主大功率燃料電池發動機G系列產品功率覆蓋30-240kW，可滿足城市團體、物流車、旅游大巴、牽引車、自卸車等多樣化動力需求，可實現不同道路應用場景全覆蓋。

格羅夫打造的兩款氫能產品——中極天樞49噸氫燃料牽引車與中極天璣4.5噸氫燃料城市高端物流車分別獲獎，這兩款產品曾在今年上海車展期間首次對外亮相。格羅夫精準抓住了氫能在汽車領域的發展機遇，憑借對諸多核心技術的自主掌控，取得了氫能在商用車市場應用的先機。

中國科學院院士歐陽明高表示，氫燃料電池技術突破的節點相比于動力電池晚了十年左右，但是近兩年氫燃料電池技術的成本已經快速下降。氫燃料電池汽車已經進入大規模商業示范階段，未來五年是氫能燃料電池汽車關鍵的決定期。

11月24日，北京市人民政府印發《北京市“十四五”時期國際科技創新中心建設規劃》，其中表示，“電池技術方面重點突破全固態電池與燃料電池技術，實現全固態電池和燃料電池電堆的工程化應用。”

燃料電池技術是氫能發展的重中之重，從零部件生產到系統的自主研發，再到乘用車、商用車的整合，燃料電池技術的發展之路坎坷艱難但仍舊有所突破。企業成果的不斷增多和政策的側重催生著燃料電池的應用與擴張。就目前而言，實現關鍵材料的技術攻關才能根本解決問題。

文中部分內容來源：氫燃料電池技術發展現狀及未來展望[J].中國工程科學，2021,23(4):162-171.