近日，國(guó)內(nèi)高溫燃料電池電堆產(chǎn)業(yè)化公司——?dú)浒羁萍迹℉2-Bank）對(duì)外宣布，其已于今年年初完成數(shù)千萬天使輪融資，由中科創(chuàng)星和東睦股份共同投資。通過該筆資金的支持，氫邦科技已初步打通了第一款產(chǎn)品的技術(shù)路線，實(shí)現(xiàn)了“第一代新型平管型結(jié)構(gòu)的固體氧化物燃料電池千瓦級(jí)電堆”的原型研制。目前，公司正在積極建設(shè)電堆研發(fā)中試線，擬實(shí)現(xiàn)兩款電堆產(chǎn)品的自動(dòng)化生產(chǎn)。

中國(guó)高溫燃料電池技術(shù)與發(fā)達(dá)國(guó)家差距巨大

燃料電池是一種將燃料所具有的化學(xué)能直接轉(zhuǎn)換成電能的化學(xué)裝置，被認(rèn)為是繼水力發(fā)電、熱能發(fā)電和原子能發(fā)電之后的新型顛覆性發(fā)電技術(shù)。按電解質(zhì)種類的不同，燃料電池可細(xì)分為固體氧化物燃料電池、質(zhì)子交換膜燃料電池、熔融碳酸鹽燃料電池、磷酸燃料電池、堿性燃料電池5種。

其中，固體氧化物燃料電池（Solid Oxide Fuel Cell，下簡(jiǎn)稱SOFC）具有發(fā)電效率高，壽命長(zhǎng)，成本低，燃料適應(yīng)性廣等突出優(yōu)點(diǎn)，在分布式發(fā)電、熱電聯(lián)供、增程式汽車、無人機(jī)、船舶等領(lǐng)域均有廣泛應(yīng)用前景，發(fā)展?jié)摿薮蟆?/span>

近10年來，SOFC技術(shù)開始在美、日為代表的發(fā)達(dá)國(guó)家進(jìn)入了商業(yè)化應(yīng)用初級(jí)階段，并正迎來爆發(fā)期。截至2019年，日本市場(chǎng)安裝了5萬余套SOFC分布式熱電聯(lián)供系統(tǒng)；美國(guó)Bloom Energy、FuelCell Energy、LG Fuel Cell Systems也成功示范運(yùn)行50~250kW的SOFC分布式發(fā)電系統(tǒng)；歐洲部分國(guó)家也相繼推出了1~5 kW的SOFC分布式熱電聯(lián)供系統(tǒng)并開展市場(chǎng)應(yīng)用。而上述產(chǎn)品，在中國(guó)仍停留在驗(yàn)證運(yùn)行階段。

在此背景下，氫邦科技于2019年12月正式成立，專注于SOFC電堆的研發(fā)及制造，大力追趕國(guó)際先進(jìn)水平。

氫邦科技第一代千瓦級(jí)SOFC電堆研制成功

早在2015年，氫邦的核心創(chuàng)始技術(shù)團(tuán)隊(duì)，便提出了一種新型平管型結(jié)構(gòu)電池技術(shù)路線。相較于傳統(tǒng)的平板型、管型等結(jié)構(gòu)的燃料電池，該電池具有穩(wěn)定性強(qiáng)、成本低、耐高溫、集成難度小等特點(diǎn)。

以此技術(shù)為核心，團(tuán)隊(duì)與哈爾濱工業(yè)大學(xué)（深圳）開展了基于多場(chǎng)耦合理論的電池結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計(jì)，同時(shí)聯(lián)合陶瓷制造企業(yè)發(fā)展出了基于擠出成型工藝的電池成型制備技術(shù)，實(shí)現(xiàn)了平管型結(jié)構(gòu)電池的小批量化制備。

第一代A60小型號(hào)電池

針對(duì)SOFC系統(tǒng)商業(yè)化過程中的存在的性能衰減、工藝復(fù)雜、高溫化學(xué)兼容性等問題，技術(shù)團(tuán)隊(duì)不斷優(yōu)化革新，解決了諸多技術(shù)問題，于近期成功研制出了第一代基于新型結(jié)構(gòu)的固體氧化物燃料電池千瓦級(jí)電堆。

基于第一代電池的kW級(jí)電堆

該電堆采用獨(dú)特平管型結(jié)構(gòu)電池，相較傳統(tǒng)平板型結(jié)構(gòu)電池，抗破壞載荷強(qiáng)度足足提升了20倍，電池堆單元熱循環(huán)次數(shù)提升到超過100次而性能保持穩(wěn)定，支持CH4、甲醇、乙醇、焦?fàn)t煤氣、氨氣等多種燃料發(fā)電，電解CO₂制CO突破2000小時(shí)大關(guān)。

同時(shí)，在制造工藝上，其團(tuán)隊(duì)采用先進(jìn)陶瓷加工技術(shù)，以廉價(jià)金屬氧化物為原料，大幅度降低了粉體、漿料等制造成本，有利于實(shí)現(xiàn)產(chǎn)品大規(guī)模量產(chǎn)，追趕國(guó)際先進(jìn)水平。

5年計(jì)劃，2025年研發(fā)建設(shè)100kW級(jí)單個(gè)SOFC電堆模組

在過去20年間，國(guó)內(nèi)SOFC技術(shù)研發(fā)主要集中在實(shí)驗(yàn)室范疇，相關(guān)基礎(chǔ)設(shè)施和市場(chǎng)化應(yīng)用尚處于起步階段。

作為國(guó)內(nèi)高溫燃料電池產(chǎn)業(yè)化的先行者，氫邦科技積極探索同企業(yè)與機(jī)構(gòu)的“產(chǎn)學(xué)研一體化”發(fā)展模式，先后與哈爾濱工業(yè)大學(xué)（深圳）建立了模擬仿真與結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)研發(fā)中心，與中科院寧波材料所、東睦集團(tuán)建立了H2-Bank電池與電堆關(guān)鍵部件等研發(fā)與制造中心，與專業(yè)的工業(yè)陶瓷技術(shù)研究院及供應(yīng)商等建立原材料與電池制造基地，著力打通上下游產(chǎn)業(yè)鏈條，推動(dòng)行業(yè)技術(shù)研究和應(yīng)用發(fā)展。

目前，公司產(chǎn)品線正逐步進(jìn)入大規(guī)模落地階段：A60電池已實(shí)現(xiàn)穩(wěn)定量產(chǎn)，A130電池質(zhì)檢模塊完成設(shè)計(jì)與設(shè)備選型；電堆已完成100W~25KW等不同功率模組的設(shè)計(jì)，其中1KW發(fā)電模塊完成第一代原型樣機(jī)研發(fā)，5kW發(fā)電模塊進(jìn)入研發(fā)階段，已打通裝配工藝路線。

應(yīng)用場(chǎng)景方面，氫邦系列產(chǎn)品現(xiàn)主要用于固定式領(lǐng)域的分布式發(fā)電，如天然氣發(fā)電等；與可再生能源聯(lián)用的電解水制氫；以及新能源電動(dòng)車和燃料電池車的“電氫雙充”式綜合能源補(bǔ)給。

當(dāng)前氫邦科技正在籌備第二輪融資，將用于年產(chǎn)500-1000臺(tái)5-10kW級(jí)高溫燃料電池電堆的量產(chǎn)制造基地建設(shè)。

另?yè)?jù)氫邦科技CEO透露，未來5年公司將實(shí)施階梯化發(fā)展策略。“在2021年，公司將推出1kW和5KW電堆產(chǎn)品，完成電堆線中試；2022-2023年推出10-25KW電堆產(chǎn)品，同時(shí)打造下游應(yīng)用示范案例；2025年建設(shè)100kW級(jí)的靜態(tài)發(fā)電電堆模組，并實(shí)現(xiàn)全系列電堆產(chǎn)品量產(chǎn)出貨，屆時(shí)電堆年產(chǎn)能將突破10 MW。”