规模效应与技术进步驱动成本下降，加速燃料电池产业化进程

来源：中为咨询www.zwzyzx.com 【日期：2016-09-20 14:42:06】【打印】【关闭】

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规模效应与技术进步促进燃料电池成本逐步下降，是推动产业发展的另一重要驱动因素。根据美国能源部（DOE）的测算，未来燃料电池系统的成本将逐步下降，在年产50万套燃料电池系统情况下，其成本将从每千瓦53-55美元下降到2020年每千瓦40美元，未来目标成本是每千瓦30美元，降幅达到43%。

燃料电池系统成本将逐步下降(单位：美元/千瓦)

1）催化层：降低铂用量或发展低成本替代催化剂是产业化关键
催化层在电堆中的成本最高，占到电堆成本的33%，主要原因在于催化层中含有贵金属铂。在目前的技术水平下用催化层中的铂载量约为1g/kW，美国能源局（DOE）的目标是，到2020年铂用量降至每千瓦0.125g。

催化层中铂用量未来有较大下降空间（单位：g/kW）

寻找替代催化剂是未来的发展方向。近年来主要的研究侧重在通过开发可以完全替代铂的非铂催化剂，如钯基催化剂、非贵金属催化剂和非金属催化剂等。

催化剂研究发展方向

2）双极板：金属双极板替代石墨双极板是未来趋势，防腐蚀性是技术重点
双极板占电堆成本约20%，主要作用是输送和分配燃料、在电堆中隔离阴阳极气体，因此双极板必须具有良好的气密性、抗氧化能力和导电/热性。

石墨基是最成熟且已经实现商业化的双极板，它具有比较好的导电性和耐腐蚀能力，但因其采用精密的机械加工，因而成本较高，不易批量生产。金属双极板的导电和导热性能好，可批量生产，成为了双极板的热点技术，已经在部分领域替代石墨双极板。未来研究方向还包括对金属双极板进行表面改性后的表面改性多涂层金属材料双极板；此外，石墨/树脂复合类双极板因为其优良的耐腐蚀能力也在研制和逐步扩展应用当中。

3）质子交换膜：Nafion膜主导市场，未来趋势往复合膜方向发展
质子交换膜隔开燃料电池的阳极和阴极，直接影响整个电池的性能和寿命。目前使用的主要是杜邦公司的全氟磺酸型质子交换膜，即Nafion膜，其因为质子电导率高和化学稳定性好的优点成为膜用的主流产品，售价可高达每平方米500~800美元。

Nafion质子交换膜示意图