成果簡介：

　　燃料電池(Proton Exchange Membrane Fuel Cell，PEMFC)能將氫燃料的化學能通過電化學反應方式直接轉化為電能，僅排放水，是一種環保、高效、高功率密度和大電流密度的發電裝置，是最先進的能量轉換技術之一，在零排放交通動力應用方面具有極其誘人的前景。燃料電池汽車被公認為是新能源汽車產業可持續發展重要方向，是解決全球能源短缺和環境污染的理想方案之一。經過多年持續不斷的研發，目前燃料電池汽車在國際上已經完成了技術和社會驗證，開始進入量產時代。

　　燃料電池汽車的核心技術是動力電池組即燃料電池電堆模塊。清華大學從1994年以來就致力于燃料電池電堆模塊的關鍵原材料、核心部件、組堆工藝、系統集成以及應用基礎的研發，是我國較早從事燃料電池研發的單位。先后承擔了科技部973項目“氫能的規模制備、儲運及相關燃料電池的基礎研究(編號：G2000026400)”、科技部863電動汽車重大專項“燃料電池發動機(編號：2001AA501142)”、科技部863專題“千瓦級國產材料質子交換膜燃料電池的研制與開發(編號：2006AA03Z223)”、科技部863專題“新結構自增濕質子交換膜燃料電池技術研究(編號：2008AA05Z104)”、科技部863專題“基于新型聚苯并咪唑的交聯型有機-無機復合耐高溫質子交換膜制備技術(編號：2008AA03Z205)”、科技部863課題“基于低鉑催化劑的燃料電池膜電極和電堆的可靠性與安全性研究(編號：2013AA110202-6)”等10多項國家項目的長期資助研發，清華大學已經擁有燃料電池原材料國產化技術、“熱定型”膜電極批量生產技術、“模壓”雙極板批量生產技術、“模塊化”電堆組裝技術、75kW大功率電堆技術以及低成本和長壽命技術等燃料電池電堆模塊相關的多項技術成果，獲得56項發明專利授權，具備了完整的車用燃料電池電堆模塊制造技術。集成的燃料電池電堆模塊的性能、壽命和成本各項指標接近國際先進水平，如下表所示。

　　燃料電池電堆模塊技術參數

　　測試項目指 標測試項目指 標

　　外觀尺寸 (mm) 可定制 發電效率 (%) >50

　　額定功率 (kW) 10~75功率密度 (mW/cm2) >600

　　使用燃料普氫(電解) 冷卻方式 水冷

　　水管理 自增濕 最大電流密度 (A/cm2)2

　　量產成本 (元/kW) 500 壽命(h) 5000

　　應用說明：

　　我國從十五期間開始支持氫能燃料電池相關技術的開發。2006年科技部制定了國家中長期科學和技術發展規劃綱要，將氫能燃料電池列為重要發展方向。2011年科技部確定了氫能作為先進能源優先發展。2012年，國務院將氫能燃料電池列為國家戰略性新興產業發展規劃。2013年國家四部委聯合發布《關于繼續開展新能源汽車推廣應用工作的通知》，在北上廣等大城市布置了新能源汽車的應用數量，以及加氫站的建設數量等相關規劃。2014年國務院辦公廳印發了《關于加快新能源汽車推廣應用的指導意見》，采用以市場主導和政府扶持相結合的機制，建立長期穩定的新能源汽車發展政策體系。本項目符合國家大力發展新能源汽車戰略性新興產業的重大需求，其推廣應用對節能減排和低碳經濟具有重要意義。

　　本項目利用國產原材料生產車用燃料電池模塊，燃料電池材料供應不僅有安全保障，而且還有低成本優勢，可望克服燃料電池高成本的商業化障礙。

　　效益分析：

　　目前，國際各大汽車廠商都將2015年視為燃料電池汽車的商業化元年，燃料電池汽車將于2015~2020年期間大規模生產，作為燃料電池汽車最為核心的燃料電池電堆模塊屬技術門檻高的高科技產品，利潤空間巨大。市場分析人士表示，作為新能源汽車的終級目標，燃料電池汽車發展前景廣闊，燃料電池電堆模塊在2020年的市場容量有望達到千億美元。

　　合作方式：專利許可、成果轉讓、產業技術開發等。

　　聯系人：易難

　　聯系電話：010-6278187

　　傳真：0592-2188503

　　郵箱：yinan@tsinghua.edu.cn