中国氢能联盟刘聪敏：燃料电池车的应用必须依靠氢气品质保障技术

赵敏 2023-08-11

在5月24日下午举行的2023WHTC氢交通·新技术分论坛上，中国氢能联盟研究院刘聪敏作了“燃料电池车用氢气品质保障技术”的主题分享。以下为发言全文。

中国氢能联盟研究院刘聪敏：

大家好！我来自中国氢能联盟研究院刘聪敏！很高兴今天压轴，相信我的报告能够让大家从不同的视角看燃料电池车用氢气品质保障技术的体系。

交通领域在能源领域的消费占比逐年上升，因而目前交通领域的二氧化碳排放量占全球的24.6%。

2023年5月份，我国已经建成的加氢站是356座，加氢站数量是全世界第一。燃料电池的核心和心脏是质子交换膜电池系统，采用贵金属催化剂。在研发的过程中，我们希望贵金属的用量越来越少，但整个系统对催化剂杂质的要求越来越严苛。如果不对杂质进行非常严苛的管控，整个燃料电池性能会急剧下降。

为了保证燃料电池车辆的高效运行，我们对不同零部件的损益情况做了大量深入研究，并且设定了很苛刻的杂质含量限制，也制定了相关标准。制氢需要一个纯化过程，去除非氢成分，否则还会有二次污染的风险。我们知道，制氢成本和纯度是一对矛盾体，为了支撑整个燃料电池产业的快速发展，需要有稳定的、低成本的、有品质保障的氢气。但如果追求过高的品质，必然会加大制氢成本；可如果氢的品质满足不了基本要求，就会损失燃料电池的寿命和效率。所以低成本、可靠的检测技术对保障氢气品质也是至关重要的。

因此，我们需要建立一个保障体系，首先是成本低；其次是可靠的检测技术，检测氢气是不是合格；另外一个是杂质的管控。

接下来说说制氢端。为什么提到纯化技术？我国在制氢行业具有非常成熟的技术体系，但燃料电池用的氢和工业氢是完全不同的标准体系。在满足品质要求的前提下，如果能够进一步提高纯化的有效性，可以大幅度降低制氢成本。

在我国，煤制氢是主要的低成本获取氢气的方式。大家往往会说煤制氢很脏，到底能不能用？我们分析了整个工艺，可以看到氢化后的结论，影响经济收益的关键组成是氮气、氨气，如果我们能够有效去除氢气当中的杂质，那可以大幅度提高制造收益。

如果说煤制氢是我国氢气的主要来源，在欧美国家主要是天然气制氢工艺，一氧化碳含量是制约天然气制氢的因素。相关企业做了非常多的研究，对现场流出的电解水进行了连续四年的检测。发现超标杂质出现的概率与气源是息息相关，它普遍存在于不同的气源当中。另外，电解水超标的比例也非常高，电解水里面的氮气、甲醇超高。

基于这样的现象，国外企业给出的建议是，采用哪种管理模式，如天然气制氢、甲醇制氢、液氢制氢等，要视制氢产生的杂质情况而定。目前我国也正在开展相关的标准研制工作，我们会依据氢气当中不同杂质出现的概率、独特作用，对其进行风险评估。我们发现，煤制氢如果是通过高效储运的形式直接到加注端的话，风险出现较高的是元素是二氧化碳、水、卤素等。为了实现快速灵活的检测，希望我国能开发低成本、一体化、可移动检测设备，攻克检测氢品质的难题。

中国氢能联盟研究院的成立，可以极大地缩短整个检测流程。在技术层面，我们要开发出氢气规模化和定向化的分析技术、检测技术、杂质管控技术，从而保证氢气全生命周期的品质；在监管方面，要实现对氢气生产进行品质有效的追踪和管理。

以上是我的报告，谢谢大家！

责任编辑：展源

审　　核：何发

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