中国对氢能产业发展的兴趣与氢能在交通运输领域的应用密切相关。截止到2020年底，中国已拥有全球范围内数量最多的燃料电池重卡以及商用车。根据《氢能技术世界》统计，大多数在中国举办的氢能主题的行业活动都聚焦了燃料电池的交通运输应用和技术发展。为了推动这些领域的进步和创新，中国正在通过政府资助促进产业发展。那么，中国氢燃料电池领域最值得关注的最新动态有哪些呢?

一、气体扩散层

双极板和膜电极组件(MEA)是质子交换膜燃料电池中最关键的两个部件，在很大程度上决定了燃料电池电堆的性能。虽然目前只有少数国内公司能够进行综合MEA核心部件（包括催化剂，PEM和气体扩散层）的国产化，但在政府的鼎力支持下，燃料电池行业的国产化、商业化进程正在提速。

气体扩散层(GDL)是MEA的重要组成部分，负责PEM燃料电池中的气体和水的传输。良好的GDL材料具有高机械强度、高导电性和高透气性。碳纤维纸是制造GDL的主要材料，一直以来是阻碍国产化的技术障碍。

过去，由于国内缺乏碳纤维纸生产基地，中国GDL制造商一直依赖国外供应商（如日本东丽和德国西格里等）进口碳纤维纸。然而，两年前，随着通用氢能G-Hydrogen成为第一家开始大规模生产GDL和碳纤维纸的中国公司，国内行业向自力更生迈出了重要一步。

深圳市通用氢能科技有限公司的公司代表向《氢能技术世界》透露，在中国南方推出一条年产10万平方米的滚辊GDL生产线后，该公司最近又在中国北方建立了一个全自动工厂，可制造长达1000米的碳纤维纸。两条生产线的产品种类齐全，覆盖碳纤维纸、碳纸和GDL。

据公司代表介绍，通用氢能的突破性进展源于创新性地采用聚四氟乙烯 (PTFE) 和氟化乙丙烯制成的先进疏水剂对碳布 GDL 进行表面处理，敏感度的增加提高了燃料电池的性能。迄今为止，通用氢能已为主要行业参与者（如巴拉德动力公司，捷氢科技和潍柴动力）供应GDL-S-16，GDL-S-18，GDL-S-20和GDL-S-22产品，适用于液冷和风冷燃料电池堆。

二、金属双极板和涂层

在燃料电池技术中，双极板是PEM电堆的核心部件，在氢气和氧气转化为电和水的过程中起着核心作用。双极板充当燃料电池两个极的载体——阳极板和阴极板，负责导电、反应中H2和O2的分布以及反应散热。

当前，中国燃料电池的应用焦点可能仍是交通运输领域，尤其是是卡车和客车，但是在乘用车上的应用正在兴起。据中国市场研究公司华经情报的数据显示，2021年，全国双极板产能约为2000万片。53%的国内制造的燃料电池堆由石墨双极板组成，其余47%采用金属双极板。与2020年相比，金属双极板的数量增长了203%。

在乘用车市场的推动下，越来越多的中国双极板制造商在增加产能。与石墨双极板相比，金属双极板被认为是长期目标下降成的更好选择，并且是用于乘用车燃料电池堆更有效的解决方案。在金属双极板的整个生产过程中包括成型、冲压、涂层和封装，涂层通常占整个板成本的50%，是金属双极板寿命的关键。

这方面，国内行业领导者之一的上海治臻新能源推出了一种切实可行的技术解决方案，不仅将涂层成本降低一半，还将产品寿命从数千小时延长到20000小时以上。

不同于在钛或不锈钢基体上使用贵金属涂层的主流方法，上海治臻在非晶碳涂层中引入了具有特定结晶取向的纳米晶体结构。由于在碳涂层和金属之间形成化学键在技术上具有挑战性，该公司还实施了层间梯度匹配技术和增强等离子体沉积技术。

真空镀膜技术应用范围极广，除了在数码相机、LCD投影机的镜头、反射镜和滤光片等广泛使用光学薄膜涂层的市场之外，在金属双极板上的应用也在快速发展。广东汇成真空科技股份有限公司的公司代表告诉《氢能技术世界》:“中国的薄膜涂层物理气相沉积生产线的开发与其他国家相比，具有很强的优势。”这家真空镀膜公司采用了高功率脉冲磁控溅射（HIPIMS)技术，这是薄膜沉积技术的一个相对较新的进步，它的输出能力高达每分钟九片420x151x0.1毫米的金属双极板。

三、先进技术推动国内生产

材料污染会影响燃料电池性能。根据国外Journal of Power Sources杂志发表的一篇论文显示，即使是燃料、空气流或燃料电池系统组件中存在的微量杂质，也可能严重毒害阳极，膜和阴极。

识别燃料电池污染源至关重要。根据帝斯曼工程材料有限公司的 Tamim P. Sidiki博士、于斌和Robet Janssen博士最近的研究表明，虽然热塑性塑料是燃料电池系统的理想选择，但持续直接接触燃料电池系统中的气体和液体，会导致热塑性组分的水解，伴随的离子浸出可能导致膜污染。在众多的工程材料中，聚苯硫醚(PPS)以其优异的耐水解性和低离子浸出性而脱颖而出。然而，帝斯曼能够基于XytronTM PPS创建一个完整的材料组合和仿真平台，以实现更低的离子浸出和更好的耐水解性。

“帝斯曼的燃料电池相关产品在全球范围内使用，但与西方市场相比，中国市场在实践新的研发成果方面反应更快。”帝斯曼全球汽车电气化高级工程经理于斌说，“中国政府早在2019年就开始推出激励措施促进燃料电池行业发展，帝斯曼PPS材料仅在一年后，即2020年就进入批量生产。目前，大多数国产燃料电池电堆和系统使用的是帝斯曼PPS材料。”

按照以往惯例，中国的能源领域一直由国有企业和国有资本投资公司主导，从而削弱外国公司在本地市场的竞争。然而，说到氢能的应用，尤其是在燃料电池领域，具有强大技术优势的外国投资者和外资公司将对本地市场构成足够的吸引力。

在不少积极融入中国燃料电池产业发展的外资公司中，瑞士精密加工公司法因图尔是一家典型代表。在江苏省太仓市设有工厂的法因图尔（FEINTOOL），已与德国激光专家SITEC携手合作，从2023年起，将在中国市场推出年产量为1000万片的金属双极板，该产品将结合法因图尔最新的FEINforming技术以及最新一代液压机FB one。

在政府资金的激励和外国技术的加持下，中国对氢燃料电池的快速应用正在提升国内技术进步以及该领域的制造能力，为降低成本铺平道路，而降本的目标实现也将进一步加速燃料电池技术及其应用的部署。

原文始发于微信公众号（艾邦氢科技网）：中国氢燃料电池的最新技术发展趋势