撰文 / 錢亞光
編輯 / 張 南
設(shè)計(jì) / 趙昊然

“如果采用我們正在開發(fā)的第三代技術(shù)，也就是原子單層催化劑，鉑載量只有5克/100千瓦，那么就可以生產(chǎn)720萬輛車，可以稱之為批量生產(chǎn)了。最終如果能做到1克/100千瓦，全球就可以生產(chǎn)近3600萬輛車。”

上海交通大學(xué)機(jī)械與動(dòng)力工程學(xué)院燃料電池研究所所長(zhǎng)、致遠(yuǎn)學(xué)院常務(wù)副院長(zhǎng)章俊良2021年第十三屆中國汽車藍(lán)皮書論壇的《低鉑燃料電池的技術(shù)挑戰(zhàn)和應(yīng)對(duì)策略》主題演講中表示。

上海交通大學(xué)燃料電池研究所成立于1998年，也是國內(nèi)第一家在高校成立的專業(yè)燃料電池研究機(jī)構(gòu)，研究領(lǐng)域包括質(zhì)子交換膜燃料電池、固體氧化物燃料電池、鋰電池和儲(chǔ)能電池等，其80%-90%的研究集中在質(zhì)子交換膜燃料電池上。

據(jù)章俊良介紹，目前燃料電池發(fā)展最大的障礙是它的成本，而成本主要集中在催化劑、質(zhì)子膜、碳紙、雙極板，以及極流板、增壓機(jī)、冷卻器等關(guān)鍵材料和關(guān)鍵部件上。其中催化劑中鉑載量的減少是降低電堆成本的關(guān)鍵。

但是，對(duì)于汽車應(yīng)用來說，鉑載量降到0.2克/千瓦以下，會(huì)帶來高功率輸出困難、無法實(shí)現(xiàn)長(zhǎng)壽命運(yùn)行和不能適應(yīng)復(fù)雜運(yùn)行工況等一系列問題。

針對(duì)這些問題，章俊良團(tuán)隊(duì)提出了相應(yīng)的解決方案：一是具有超低傳質(zhì)阻力的新型低鉑合金膜電極；二是新型抗腐蝕鉑合金催化劑及其批量化制備技術(shù)；三是憎水性梯度分布的非均質(zhì)膜電極疊層制備技術(shù)。

通過研究和實(shí)踐，章俊良團(tuán)隊(duì)已經(jīng)實(shí)現(xiàn)了車用燃料電池低鉑合金膜電極微觀傳質(zhì)、電荷傳遞、材料衰減方面的理論突破，在高功率密度、長(zhǎng)壽命運(yùn)行、適應(yīng)工況運(yùn)行等方面有了很大進(jìn)步。

去年該團(tuán)隊(duì)獲得了中國機(jī)械工業(yè)聯(lián)合會(huì)組織的鑒定，具有自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)，研發(fā)了新型低鉑膜電極，達(dá)到國際先進(jìn)水平，單位燃料電池電堆功率的鉑用量技術(shù)指標(biāo)國際領(lǐng)先。他們還建成了國內(nèi)首條車用燃料電池低鉑合金膜電極生產(chǎn)線，2020年累計(jì)制造膜電極26萬片。

以下是他的演講實(shí)錄。

尊敬各位嘉賓，媒體朋友們，大家下午好！

非常高興有機(jī)會(huì)在這里做一個(gè)報(bào)告，和大家有一個(gè)交流，非常感謝賈可博士的邀請(qǐng)，這是我第二次參加這個(gè)會(huì)議。

我今天的報(bào)告題目是《低鉑燃料電池的技術(shù)挑戰(zhàn)和應(yīng)對(duì)策略》。

首先介紹一下我們研究所，上海交通大學(xué)燃料電池研究所成立于1998年，也是國內(nèi)第一家在高校成立的專業(yè)燃料電池研究機(jī)構(gòu)，擁有講席教授1人、教授2人，副教授15人，博士、碩士研究生70多人。我們研究領(lǐng)域包括質(zhì)子交換膜燃料電池、固體氧化物燃料電池、直接甲醇燃料電池、鋰電池和儲(chǔ)能電池等，研究專業(yè)范圍涵蓋電化學(xué)、催化劑、關(guān)鍵材料、電池部件、系統(tǒng)開發(fā)等方面。我們的研究百分之八九十是集中在質(zhì)子交換膜燃料電池上的。

研究所里有涵蓋催化劑、膜電極、電堆、系統(tǒng)方面的表征、測(cè)試、開發(fā)和集成的能力，像催化劑我們有無塵實(shí)驗(yàn)室、各種分析儀器。對(duì)于膜電極，我們有生產(chǎn)線，也有測(cè)試分析儀器。對(duì)于電堆，我們也有集成能力，做出的系統(tǒng)主要是做測(cè)試的。

燃料電池，其實(shí)是氫能板塊里面一個(gè)中樞環(huán)節(jié)，上游制氫到中游儲(chǔ)氫、加氫，再到下游的用氫，其實(shí)是依賴于我們的燃料電池技術(shù)和產(chǎn)品的水平。在燃料電池里面，質(zhì)子交換膜燃料電池是最活躍的，因?yàn)樗膬?yōu)勢(shì)非常顯著，可以適用于車用，功率密度高，效率高，也適用于大范圍溫況的變化。

相比內(nèi)燃機(jī)，燃料電池系統(tǒng)是綠色無污染的，也被認(rèn)為是終極能源解決方案，它的效率在60%以上，負(fù)載響應(yīng)非常快，能量密度非常高。

最近大家注意到了，豐田展示的燃料電池汽車充氫五分鐘，可以跑一千公里以上。它的關(guān)鍵材料，電堆里面主要有質(zhì)子膜、碳紙、催化劑、雙極板等，我們常說的MEA指的是質(zhì)子膜、碳紙、催化劑集合的膜電極組件。

從電堆到系統(tǒng)，電堆里有膜電極組件、極板、流場(chǎng)設(shè)計(jì)、密封材料、結(jié)構(gòu)、端板及其他一些輔助部件。電堆還要和空氣供給系統(tǒng)（空壓機(jī)）、冷卻系統(tǒng)、氫氣供給系統(tǒng)一起，形成燃料電池發(fā)電系統(tǒng)。

這種系統(tǒng)跟我們通常看到的內(nèi)燃機(jī)工作方式非常相近，也是一個(gè)開放系統(tǒng)。跟鋰電池最大的不同，在于鋰電池是一個(gè)封閉系統(tǒng)，而燃料電池是一個(gè)開放系統(tǒng)，這也就造成了它的很多關(guān)鍵問題、關(guān)鍵矛盾，優(yōu)勢(shì)、缺點(diǎn)都不一樣。也就是說，燃料電池系統(tǒng)相對(duì)復(fù)雜，技術(shù)壁壘相對(duì)更高。

對(duì)于燃料電池來講，作為工程系統(tǒng)，其實(shí)都是一樣的，必須要把里面的元素、材料、部件集合起來考慮，做工程優(yōu)化，才能開發(fā)出高品質(zhì)的、高技術(shù)的燃料電池電堆和系統(tǒng)。

比如說你需要關(guān)注催化劑，來降低它電化學(xué)的活化，也要關(guān)注它的傳質(zhì)，功率密度，還有對(duì)流場(chǎng)設(shè)計(jì)和歐姆極化也都要關(guān)注，最終會(huì)反映到電堆裝配、電堆性能和電堆耐久性上來。燃料電池從開發(fā)角度來講，它是一個(gè)全鏈條、全系統(tǒng)的集成。

成本瓶頸在于催化劑和膜電極

目前，國際上先進(jìn)燃料電池的壽命已經(jīng)達(dá)到了車用的耐久性，美國UTC公司發(fā)布的用于公交車系統(tǒng)的燃料電池，壽命可以達(dá)到3萬小時(shí)。根據(jù)我得到的最新消息，現(xiàn)在燃料電池的壽命已經(jīng)達(dá)到了6萬小時(shí)甚至8萬小時(shí)。燃料電池的壽命越來越高，應(yīng)該是可以滿足汽車的使用要求。

其實(shí)燃料電池目前最大的問題是它的成本。2021年燃料電池批量生產(chǎn)的成本是43美元/千瓦，生產(chǎn)50萬-100萬輛車已經(jīng)沒有問題，但離遠(yuǎn)期大規(guī)模產(chǎn)業(yè)化還是有一點(diǎn)差距，最終燃料電池需要達(dá)到30美元/千瓦，才能夠接近內(nèi)燃機(jī)的成本水平。這里面降成本的路徑也是非常清晰，包括關(guān)鍵材料、關(guān)鍵部件，例如催化劑、質(zhì)子膜、碳紙、雙極板的成本，以及極流板、空壓機(jī)、冷卻器、增濕器，這些都是需要降成本的。

這里面人們對(duì)成本下降的最大期望值，是在催化劑和膜電極，因?yàn)閷?duì)于整個(gè)電堆來說，催化劑加膜電極在一起可以占到成本的60%以上，所以催化劑和膜電極成本下降是未來燃料電池成本下降的最大瓶頸問題。

為什么會(huì)這樣？現(xiàn)在大家都不太認(rèn)為催化劑是一個(gè)問題，甚至有人跟我說，目前催化劑占整個(gè)電堆的成本也不是很高，比如生產(chǎn)1000套，催化劑的成本只是在20%到30%之間，但是如果生產(chǎn)量增加，比如到50萬套或者100萬套，催化劑單一成本會(huì)占到電堆的40%以上，加上膜電極組件，還有質(zhì)子膜，氣體擴(kuò)散層（GDL）和封裝等，可以占到60%以上的成本，因此降低催化劑以及膜電極成本，是燃料電池未來發(fā)展的一個(gè)關(guān)鍵技術(shù)。

對(duì)于催化劑來說，最大的問題就是它里面用到的貴金屬鉑，也就是我們通常說的白金，所以未來一定要采用低鉑催化劑，或者超低鉑催化劑，甚至是用未來的非鉑催化劑做燃料電池的催化劑，才能夠達(dá)到未來的使用要求和成本要求。同時(shí)，采用超低鉑催化劑的時(shí)候，你也需要提高膜電極的性能和壽命。

2000年的時(shí)候，我們用的是1克/千瓦時(shí)的鉑金催化劑，一輛車燃料電池發(fā)動(dòng)機(jī)功率假設(shè)是100千瓦，大概需要110克鉑，到2008年是0.6-0.8克/千瓦，2020年降到0.2克/千瓦左右，未來能不能降到0.1克/千瓦，目前還不確定，也是現(xiàn)在我們?nèi)剂想姵貙W(xué)術(shù)界、產(chǎn)業(yè)界共同努力的目標(biāo)。

從技術(shù)路徑來看，最早在2000年左右，那個(gè)時(shí)候用的是鉑碳催化劑，純鉑顆粒承載在碳上面，直徑可以做到3-4納米，甚至2-3納米；2008年的時(shí)候，國際上已經(jīng)開始采用鉑合金技術(shù)，也就是鉑鈷或鉑鎳催化劑，最好水平可以使鉑使用量下降一倍。

現(xiàn)在我們還在沿用鉑合金催化劑，最高可以做到0.2克/千瓦，已經(jīng)到極致了，再往下走是什么路徑？這就是今天燃料電池發(fā)展碰到的一個(gè)最大的技術(shù)障礙，因?yàn)槟沣K載量不下降下來的話，它的遠(yuǎn)期成本很難做到跟內(nèi)燃機(jī)，甚至鋰電池來比較。這也是我今天要講的最主要話題。當(dāng)前鉑載量水平是0.2-0.3克/千瓦，長(zhǎng)期的目標(biāo)應(yīng)該是低于0.1克/千瓦。

我做了一個(gè)簡(jiǎn)單的計(jì)算。比如我們?nèi)蜚K年產(chǎn)量大概是180噸，如果這里面20%拿出來做燃料電池催化劑，這可能對(duì)鉑市場(chǎng)的沖擊不至于太大，因?yàn)橐坏┻@個(gè)做起來，內(nèi)燃機(jī)汽車三元催化器中的鉑就可以移到燃料電池里面用了。從遠(yuǎn)期來講，鉑是完全可以回收的，所以這是一條出頭路。

比如以第一代技術(shù)，用鉑碳催化劑做成的膜電極，100千瓦燃料電池發(fā)動(dòng)機(jī)需要50克鉑，也就是說全球可以生產(chǎn)72萬輛車；如果是第二代技術(shù)，也就是今天國際上主流車廠都用得比較多的鉑合金催化劑技術(shù)，假如是20克/100千瓦，每年可以生產(chǎn)180萬輛車。對(duì)于大批量生產(chǎn)，這還是很小的量，但可以期待。

如果用第三代技術(shù)，就是我們一直開發(fā)的這個(gè)技術(shù)，原子單層催化劑，可以做到只用5克/100千瓦，可以生產(chǎn)720萬輛車，這就應(yīng)該可以稱之為批量生產(chǎn)了。最終的遠(yuǎn)期目標(biāo)，我們希望能做到1克/100千瓦，這樣全球就可以生產(chǎn)3600萬輛燃料電池汽車。

因此，對(duì)于技術(shù)路徑來講，怎么樣降低鉑載量，是目前最大的挑戰(zhàn)。大家可能會(huì)問我，我們能不能不用鉑？簡(jiǎn)單地告訴大家，以目前的技術(shù)狀態(tài)或在可以預(yù)見的將來，不用鉑的催化劑或膜電極，要用到汽車?yán)锩?，還沒有看到可行的方案。

我們要將鉑載量降到極致，是有路徑可走的。第一代到第二代技術(shù)，都已經(jīng)實(shí)現(xiàn)了，第三代技術(shù)正在開發(fā)過程中。在我看來，幾年之內(nèi)有可能實(shí)現(xiàn)，也就是做到5克/100千瓦，制造幾百萬輛車。遠(yuǎn)期目標(biāo)還要更大的努力，甚至遠(yuǎn)期技術(shù)還需要材料科學(xué)的一起努力。

低鉑燃料電池會(huì)有什么問題

大家可能還會(huì)想到，鉑用量減少到底帶來什么問題？這也是從技術(shù)角度來解剖它的低成本，低鉑燃料電池來用于汽車，到底有什么問題？

對(duì)于汽車應(yīng)用來說，如果鉑載量下降，由其是降到0.2克/千瓦以下，那么問題就來了。

第一個(gè)問題是難以滿足高功率輸出，如果要做大功率的車輛，電堆會(huì)越來越大，大家會(huì)忍受不了；第二個(gè)問題是超低鉑燃料電池?zé)o法實(shí)現(xiàn)長(zhǎng)壽命運(yùn)行；第三個(gè)問題是超低鉑燃料電池?zé)o法適應(yīng)復(fù)雜運(yùn)行工況。

造成這些情況原因很多，但是最主要的原因，首先是高功率輸出需要大電流，會(huì)影響電機(jī)內(nèi)空氣傳質(zhì)效果，大電流區(qū)的性能會(huì)急劇惡化；其次是低鉑催化劑中必然要摻雜其他元素，鉑是非常穩(wěn)定的，但其他元素是夠穩(wěn)定的，比如合金的結(jié)構(gòu)不夠結(jié)實(shí)，其他元素就會(huì)溶解，這樣催化劑衰減就會(huì)加速；第三是復(fù)雜工況運(yùn)行的問題，主要是因?yàn)榱阍鰸?低增濕條件下離子電阻大幅增加，復(fù)雜工況下，電流不斷變化，產(chǎn)生的水量也是不一樣的。

對(duì)于低鉑、超低鉑催化劑來講，離子傳輸對(duì)燃料電池性能影響非常大，降低里面質(zhì)子傳導(dǎo)電阻，對(duì)于低鉑膜電極和低鉑燃料電池也是關(guān)鍵技術(shù)之一。

從我們團(tuán)隊(duì)的角度來說，我們圍繞這三個(gè)問題，也進(jìn)行了十幾年的長(zhǎng)時(shí)間研發(fā)，上海交通大學(xué)結(jié)合唐峰能源科技有限公司一起來做技術(shù)研發(fā)。交大負(fù)責(zé)基礎(chǔ)研究，唐峰能源公司負(fù)責(zé)技術(shù)開發(fā)和技術(shù)應(yīng)用。

我們的客戶也有很多反饋，比如上汽、神力、宇通客車等。針對(duì)剛才提出的三大問題，我們提出了一些解決方案：一是發(fā)明了具有超低傳質(zhì)阻力的新型低鉑合金膜電極，減少了傳質(zhì)阻力；二是發(fā)明了新型抗腐蝕鉑合金催化劑及其批量生產(chǎn)技術(shù)；三是憎水性梯度分布的非均質(zhì)膜電極層疊技術(shù)，可以解決工況適應(yīng)性問題。

目前的鉑合金催化劑和下一代催化劑，我們?cè)谛阅堋勖?、工況適應(yīng)性上都做了很多研發(fā)，也取得了一批成果。我們也建成了國內(nèi)首條車用燃料電池低鉑合金膜電極生產(chǎn)線，實(shí)現(xiàn)了批量供應(yīng)。2020年累計(jì)制造膜電極26萬片，也實(shí)現(xiàn)了銷售，可以滿足8萬輛車的應(yīng)用，上汽、宇通客車等企業(yè)的車輛中都有應(yīng)用?；诘豌K燃料電池的開發(fā)，我們也得到了上海市技術(shù)發(fā)明一等獎(jiǎng)，以及“上海交大年度十大科技進(jìn)展”等榮譽(yù)。

從更底層的技術(shù)來說，簡(jiǎn)單說一下，為什么燃料電池采用超低鉑的時(shí)候，會(huì)帶來大電流的問題，這是因?yàn)殡姶呋瘎?dòng)力學(xué)和傳質(zhì)動(dòng)力學(xué)都不能滿足車用要求。

降低質(zhì)子傳導(dǎo)電阻是關(guān)鍵

比如它的鉑載量下降至0.05毫克/平方厘米的時(shí)候，局域傳質(zhì)阻力可以占到整個(gè)傳質(zhì)阻力的77%，而對(duì)于高鉑或第一代鉑碳技術(shù)，局域傳質(zhì)阻力只有百分之十幾，局域傳質(zhì)阻力的增加直接影響到電壓下降，而電壓和燃料電池電堆的效率是直接成正比的。這里下降400毫伏，有效電壓會(huì)下降30%，效率是不可持續(xù)的。

為什么低鉑情況下，局域傳質(zhì)阻力會(huì)增加這么大？主要是電化學(xué)活性表面積（ESSA）大幅下降所導(dǎo)致，也就是鉑顆粒減少了，氧氣用量和電流成正比，表面積減少，單位表面積要發(fā)出的電流量就會(huì)成倍增加，導(dǎo)致傳質(zhì)阻力增加。對(duì)此我們也進(jìn)行了不少研究。

直觀來說，從鉑載量從0.4毫克/平方厘米下降到0.05毫克/平方厘米的時(shí)候，它的局域傳質(zhì)阻力可以從百分之十幾增加到70%以上，因?yàn)闃O下積水是最大的問題，解決辦法就是電極里離子樹脂的構(gòu)建，以及電極里面殼和極板之間的適配，以增強(qiáng)極下傳質(zhì)能力。我們由此可以看出，強(qiáng)化對(duì)流，降低極下傳質(zhì)阻力，或者提高排水能力，是燃料電池走向低鉑化要解決的關(guān)鍵問題。

這跟燃料電池的設(shè)計(jì)、組裝是一致的，對(duì)于燃料電池低鉑化來講，傳質(zhì)變得越來越重要。第三代技術(shù)和前兩代還不一樣，高鉑燃料電池的傳質(zhì)阻力主要在氣體擴(kuò)散層里面，如果把鉑載量下降到0.2克/千瓦甚至0.1克/千瓦，氣體擴(kuò)散層的阻力就不是主要阻力，反而阻力是存在于電極里面，越來越深入。

我前面談到第一代、第二代、第三代的催化劑問題，第一代是純鉑，第二代是鉑合金，第三代是核殼催化劑，也就是原子單殼催化劑。其間最大變化是，從第一代到第二代，單個(gè)鉑顆粒的活性提高了兩到三倍。

到第三代的時(shí)候，鉑的利用率從30%提高到接近100%，把鉑的用量可以說已經(jīng)降到極致了，如果再要提高它的活性，降低它的用量的話，只能是在第三代基礎(chǔ)上，使單個(gè)鉑原子的活性繼續(xù)提高，那是我剛才提出的最終的目標(biāo)，就是降到1克/千瓦。如果能實(shí)現(xiàn)這個(gè)目標(biāo)，在我看來，我們的技術(shù)就可以支撐燃料電池規(guī)?；瘧?yīng)用，全球生產(chǎn)七八百萬輛車應(yīng)該沒問題。

第一代、第二代催化劑現(xiàn)在已經(jīng)實(shí)現(xiàn)產(chǎn)業(yè)化了，第三代現(xiàn)在還在開發(fā)。這是我們開發(fā)過程中的一些數(shù)據(jù)和結(jié)果。我們第三代催化劑跟第一代比，它的質(zhì)量比活性從0.13提高到1.45，提高了十倍以上，從這個(gè)角度講，應(yīng)該可以滿足燃料汽車批量使用的要求。

同時(shí)，我們的顆粒均勻性也做得非常好，因?yàn)橐谔岣呋钚缘耐瑫r(shí)，還要提高穩(wěn)定性，穩(wěn)定性有一個(gè)來源就是催化劑顆粒大小是一致的。如果顆粒大小一致，每個(gè)顆粒都長(zhǎng)得差不多，衰減是同時(shí)的，整體衰減就不會(huì)出現(xiàn)不平衡的問題。

我們對(duì)其形成機(jī)理和表征做了很長(zhǎng)時(shí)間的研究和開發(fā)，最終通過EDS掃描，驗(yàn)證，確實(shí)形成了單原子層的鉑，其活性和耐久性，至少在實(shí)驗(yàn)室階段，可以達(dá)到未來汽車使用的要求。

除了催化劑的活性，還要它的表面積怎么提高？第一是采用活性化，第二是采用原子單層，這是未來的方向。另外最近發(fā)現(xiàn)一個(gè)很大的問題，就是在電極里面，質(zhì)子傳導(dǎo)也是個(gè)非常大的問題，簡(jiǎn)單來說，就是電極里面的質(zhì)子傳導(dǎo)，只有膜里面質(zhì)子傳導(dǎo)導(dǎo)電率的十分之一以下。這是新發(fā)現(xiàn)的問題，主要是納米尺度的問題。

對(duì)這個(gè)問題，我們也是經(jīng)過開發(fā)，把它優(yōu)化，做到可以支持低鉑和超低鉑的應(yīng)用。我們把這個(gè)顆粒和質(zhì)子膜在電極里面的導(dǎo)電問題結(jié)合起來，做成一個(gè)非對(duì)稱的電極，在不影響它性能的同時(shí)，可以提高耐久性。這是我們?nèi)ツ戢@得發(fā)明獎(jiǎng)的原因之一。

我們目前單批次可以做500克催化劑，制成膜電極，車用工況下可以穩(wěn)定運(yùn)行超過8000小時(shí)，預(yù)測(cè)壽命超過1萬小時(shí)。這是國內(nèi)首個(gè)系統(tǒng)級(jí)超低鉑膜電極大電堆的臺(tái)架測(cè)試，合作客戶為我們提供了實(shí)驗(yàn)條件。

通過這個(gè)項(xiàng)目，我們完成了車用燃料電池低鉑合金膜電極微觀傳質(zhì)、電荷傳遞、材料衰減方面的理論突破，具備了高功率密度、長(zhǎng)壽命運(yùn)行、適應(yīng)復(fù)雜工況的低鉑合金膜電極批量生產(chǎn)技術(shù)，也成功實(shí)現(xiàn)了產(chǎn)業(yè)化的成果轉(zhuǎn)移，取得了良好的社會(huì)效益和經(jīng)濟(jì)效益。

我們?nèi)ツ戢@得了中國機(jī)械工業(yè)聯(lián)合會(huì)組織的成果認(rèn)定，認(rèn)為該成果創(chuàng)新性強(qiáng)，具有自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)，研發(fā)了新型低鉑膜電極，達(dá)到了高功率密度、長(zhǎng)壽命運(yùn)行、適應(yīng)復(fù)雜工況的應(yīng)用要求，整體技術(shù)達(dá)到國際先進(jìn)水平，鉑用量技術(shù)指標(biāo)國際領(lǐng)先。我們也獲得國內(nèi)外同行的一致高度評(píng)價(jià)，陶院士、美國能源部能源轉(zhuǎn)換中心主任等學(xué)術(shù)界同行也給予了高度認(rèn)可。

除了膜電極之外，我們研究所和合作公司也在做流場(chǎng)設(shè)計(jì)。我們的流場(chǎng)設(shè)計(jì)完全是正向開發(fā)，研究歧管、分流區(qū)、流道區(qū)，還有上游、中游、下游怎么實(shí)現(xiàn)水平衡和熱平衡，來增強(qiáng)極下對(duì)流，提高氣體傳質(zhì)，來解決傳質(zhì)極化的問題，我們也取得了一系列進(jìn)展。

從電堆角度來說，我們已經(jīng)做成了經(jīng)過驗(yàn)證的電堆，完全具備電堆的開發(fā)能力。目前開發(fā)的電堆有兩款，一個(gè)是75千瓦，一個(gè)是150千瓦，適合于-30攝氏度的低溫啟動(dòng)。150千瓦的電堆正在調(diào)試，從數(shù)學(xué)、物理模型的建立，到數(shù)據(jù)分析、裝配優(yōu)化，到測(cè)試分析，再回到設(shè)計(jì)優(yōu)化，實(shí)現(xiàn)了集成式的開發(fā)。這是我們實(shí)驗(yàn)室的從材料、到單電池、短電堆、長(zhǎng)電堆以及得系統(tǒng)的測(cè)試能力和開發(fā)能力。

對(duì)于未來，我剛才提到，實(shí)現(xiàn)鉑載量小于1克/100千瓦，燃料電池就可以實(shí)現(xiàn)3600萬輛車的生產(chǎn)，那絕對(duì)是大批量了，還需要做以下這些事，就是材料、催化劑、離聚物、強(qiáng)化傳質(zhì)，耐腐蝕金屬極板，都需要做，這是我們未來需要聚焦的領(lǐng)域。

去年，我也給國家自然科學(xué)基金委做也一個(gè)報(bào)告，介紹了燃料電池的方向到底在哪里。我們認(rèn)為，燃料電池產(chǎn)業(yè)化已經(jīng)是進(jìn)入了商業(yè)化的導(dǎo)入期，我們需要更加努力，從追趕到并跑，甚至到領(lǐng)跑國際燃料電池技術(shù)。這里面需要膜電極、電堆匹配化的工程設(shè)計(jì)，還要協(xié)同系統(tǒng)控制策略，一起同步開發(fā)，才是未來燃料電池發(fā)展的方向。

非常感謝國家自然科學(xué)基金委、科技部、上海市科委、上汽集團(tuán)長(zhǎng)期以來的經(jīng)費(fèi)支持，謝謝大家。