潮新聞 記者 翁雲骞
燃料電池是繼水力發(fā)電、熱能(néng)發(fā)電和原子能(néng)發(fā)電的第四種(zhǒng)發(fā)電技術，其潔淨、高效、無污染特點越來越引起(qǐ)關注。尤其氫燃料電池，因其零污染與高效率的特質，目前正廣泛應用于公共交通、商用車輛、船舶等多種(zhǒng)應用場景。但受制于成(chéng)本、基建等問題，相關産業鏈尚未“大展拳腳”。

大會現場。大會供圖

7月8日，2024世界燃料電池大會（2024 World Fuel Cell Conference）在甯波拉開(kāi)帷幕。全球氫能(néng)及燃料電池領域的50餘位頂尖專家、相關領域學(xué)者與産業界代表近400人齊聚一堂，圍繞氫能(néng)高效利用、燃料電池領域關鍵問題與産業前沿，深入交流探讨，助力全球氫能(néng)與燃料電池研發(fā)與應用發(fā)展。

據悉，世界燃料電池大會是由國(guó)際氫能(néng)協會主辦的多學(xué)科交叉會議，旨在爲該領域專家學(xué)者提供一個高端平台，提煉燃料電池和氫能(néng)源的國(guó)際戰略和發(fā)展路線圖，并與各國(guó)政府基金機構、政策制定機構與頭部企業合作，共同推動全球燃料電池與氫能(néng)源領域的産學(xué)研協同發(fā)展。

現場，廈門大學(xué)孫世剛院士、東京工業大學(xué)教授Shuichiro Hirai等國(guó)際氫能(néng)及燃料電池領域著名專家帶來了精彩的學(xué)術報告。

催化器是燃料電池的關鍵技術。“質子交換膜燃料電池（PEMFC）能(néng)直接且高效地將(jiāng)化學(xué)能(néng)轉化爲電能(néng)，鉑基材料仍是PEMFC運行中不可替代的催化劑。然而，鉑金屬的稀缺性及其高昂的價格限制了PEMFC的商業化和廣泛應用。”孫世剛院士在題爲“質子交換-膜燃料電池催化劑的結構設計與性能(néng)增強”的報告中指出，此外，PEMFC陰極的氧還(hái)原反應動力學(xué)極其緩慢，這(zhè)也是阻礙PEMFC快速發(fā)展的主要挑戰之一（現有PEMFC中所用鉑的90%都(dōu)裝載在陰極）。

孫世剛院士。大會供圖

針對(duì)這(zhè)些問題，孫世剛院士帶領的研究團隊基于對(duì)結構-性能(néng)關系的深入理解，設計并研究了具有高活性和穩定性的鉑基催化劑，包括高指數面(miàn)納米晶體催化劑和鉑合金納米催化劑，并探索了高活性非貴金屬催化劑的可能(néng)性。

優異的燃料電池催化劑層需要具備低氧傳輸阻力、高質子和電子電導率以及高電化學(xué)表面(miàn)積。Shuichiro Hirai教授在報告中指出，催化劑墨水的分散性能(néng)夠調控催化劑層的多孔結構，進(jìn)而影響聚合物電解質燃料電池的高功率密度運行。爲此，研究團隊利用激光散射粒度分布分析儀、掃描電子顯微鏡和衰減全反射紅外光譜等一系列先進(jìn)技術，深入研究了催化劑墨水的分散機制。通過(guò)研究，他們總結出針對(duì)不同催化劑層的最優水/乙醇比例、離子聚合物/碳比例以及幹燥速度，從而優化了催化劑層的性能(néng)。

随後(hòu)，孫世剛院士與參會專家日本九州大學(xué)教授Ito Kohei，香港科技大學(xué)教授邵敏華，美國(guó)範德比爾特大學(xué)教授Piran R Kidambi圍繞“重大關鍵突破以引領氫能(néng)：材料和方法”開(kāi)展了圓桌論壇，清華大學(xué)教授張劍波主持了本場論壇。

針對(duì)現場來自學(xué)術界及企業界的參會人員提出的“對(duì)于氫能(néng)的未來發(fā)展，什麼(me)方向(xiàng)更具有前景，更值得探索”及“實現氫能(néng)的大規模應用，還(hái)有哪些值得科研工作者繼續探索的”等問題，孫世剛院士表示要加強跨領域，跨學(xué)科合作，結合各學(xué)科優勢，共同推進(jìn)氫能(néng)領域進(jìn)步。Piran教授表示要加強基礎研究，以底層技術引導前沿發(fā)展。Ito教授表示現今人工智能(néng)（AI）發(fā)展很快，且已經(jīng)在各領域包括氫能(néng)大放異彩，但是要正确使用AI技術，發(fā)展健康氫能(néng)技術。

未來2天，與會院士、專家學(xué)者還(hái)將(jiāng)聚焦氫能(néng)、燃料電池以及交叉學(xué)科的最新研究進(jìn)展帶來60餘篇精彩報告。

圓桌論壇。大會供圖

新能(néng)源産業風起(qǐ)雲湧的當下，燃料電池技術距離大規模應用究竟有多遠？

大會共同主席、加拿大滑鐵盧大學(xué)李獻國(guó)院士接受采訪時表示，相比锂電池和固态電池，燃料電池在原理上更像發(fā)動機，是一個能(néng)量轉化裝置，能(néng)量密度高、續航強，在很多場景應用上有先天優勢，“目前最大瓶頸還(hái)在于加氫站等基礎設施建設，而這(zhè)有賴于燃料電池本身的技術革新和成(chéng)本下降。”

在李獻國(guó)看來，燃料電池和锂電池等是相輔相成(chéng)的技術，各有優勢和短闆。“作爲一個新技術，被(bèi)市場接受需要周期，燃料電池技術真正被(bèi)大規模使用有可能(néng)要到本世紀中葉。”爲此他認爲，地方政府和行業應保有更大耐心，先把關鍵技術研發(fā)和基礎設施建設做好(hǎo)。

中國(guó)科學(xué)院大連化物所邵志剛研究員對(duì)東道(dào)主甯波的燃料電池産業發(fā)展前景看好(hǎo)。“港口是燃料電池技術理想的應用場景，叉車、船舶、物流車輛等都(dōu)可嘗試與燃料電池結合。甯波有潛力在相關領域新材料、新結構、新工藝上率先取得技術突破。”

甯波是全球第一大港，更是世界知名的制造之城，早在2016年，該市就牽手國(guó)家電投等單位布局氫能(néng)電池。作爲本次會議承辦方之一，中國(guó)科學(xué)院甯波材料所積極發(fā)力燃料電池技術，目前已建成(chéng)氫能(néng)與儲能(néng)材料技術實驗室，開(kāi)展綠色制氫、可持續安全儲能(néng)技術、氫能(néng)化工與脫碳技術、燃料電池技術相關研究，并成(chéng)功落地千瓦級海水電解堆，大功率SOEC電解堆、燃料電池膜電極關鍵材料、電動車電堆、長(cháng)續航無人機電堆等。

（原文發(fā)布于2024年7月8日浙江日報潮新聞客戶端）

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