非晶硅薄膜太阳能电池 非晶硅薄膜太阳能电池 - 是目前公认环保性能最好的太阳能电池 非晶硅薄膜太阳能电池是用非晶硅半导体材料在玻璃、特种塑料、陶瓷、不锈钢等为衬底制备出来的一种目前公认环保性能最好的太阳能电池。1976年美国RCA实验室的Carlson等对非晶硅进行研制并首次报道了非晶硅薄膜太阳能电池,引起了全世界的关注。非晶硅薄膜太阳能电池之所以受到人们广泛关注,是因为它有如下优点:质量轻且光吸收系数高,开路电压高,抗辐射性能好,耐高温,制备工艺和设备简单,能耗少,可以淀积在任何衬底上且淀积温度低、时间短,适于大批量生产。 [...]

气体扩散层的应用市场与国产化 与催化剂、质子交换膜相比，国内气体扩散层供应几乎全部被国外公司所垄断，其中竞争力强的有日本Toray公司、德国SGL公司和加拿大Ballart公司，它们的产品基本是以日本的碳纤维作为基础材料生产，其中东丽公司的产品性能稳定，市场优势占有率高。日本东丽（Toray） 株式会社成立于1926年，1971年开始进行碳纤维产品的试生产，是全球碳纤维产品的最大生产商和供应商。碳纤维生产技术和产品是东丽公司的优势，也最早开始布局燃料电池用碳纸和气体扩散层产品[137-139]开发，其生产的“TGP-H”系列碳纸产品在全球具有垄断地位，产品除了片料碳纸外，还有针对具有规模化优势的“卷对卷”膜电极生产工艺专用的卷状碳纸。此外，东丽正在开发的基于疏水性多孔层树脂技术与涂层技术的气体扩散层材料，成本优势更加明显，计划在2020年左右开始量产。 高性能碳纸基气体扩散层进口价格约300USD/m2，是导致我国车用燃料电池系统高生产成本的主要因素之一，业内希望气体扩散层国产化的呼声很高。但是，由于长期以来市场需求量低、市场前景不明朗，先期投资风险大，国内企业开发积累不够，缺乏量产的技术基础和物质基础，试制产品难以找到车用测试的机会，下游电堆生产企业为了规避风险优先考虑使用进口的气体扩散层装堆上车，虽然价格高，但品质和耐久性上更有保障，市场认可度更高。 气体扩散层国产化艰难还在于基础材料碳纤维的供应也受制于人。日本东丽公司正是凭借深厚的碳纤维技术和产品优势成为气体扩散层领域的引领者。我国碳纤维技术至少落后二十年，仅能生产供应一些低端产品，高品质碳纤维的生产和供应短期内难以实现。即便通过进口解决了碳纤维原料供应问题，由碳纤维制成碳纸不仅存在技术壁垒，而且缺乏批量化生产涉及的关键装备。因此，解决气体扩散层国产化非一日之功。 [...]

气体扩散层 气体扩散层是制造膜电极重要的基础材料。在燃料电池进行电化学反应时，气体扩散层不但提供了气相反应物和和液体水的传输通道，还提供了电和热的传导通道。性能良好的气体扩散层需满足：多孔均质结构，透气性能好；导热导电能力强；表面平整、机械强度高、柔韧性好，利于膜电极的制造和长期使用的结构稳定性；适当的亲水/憎水平衡，防止过多的水分阻塞孔隙而导致气体透过性能下降；耐腐蚀，化学稳定性好。 1 气体扩散层组成与功用 当前商用气体扩散层通常由多孔碳纤维基底层微孔层构成。多孔碳纤维基底层多采用碳纸或碳布，厚度为100～400μm，起支撑微孔层和稳定膜电极结构的作用；微孔层通常指基底层上的碳粉层，厚度10～100μm，其主要作用是改善基底层的孔隙结构，降低基底层和催化层之间的接触电阻，使反应气体快速通过扩散层均匀分布到催化层表面发生反应，同时及时排走生成的水，防止催化层发生水淹。微孔层的气体扩散通道是由经过憎水处理的憎水性的孔道充当，聚四氟乙烯（PTFE）是常用的憎水剂，而未经憎水处理的亲水孔道充当产物水的传递通道。 [...]

均质全氟磺酸质子交换膜 氟磺酸质子交换膜由全氟磺酸树脂加工而来， 其优异的性能是其典型的化学结构决定的 全氟磺酸质子交换膜的化学结构由两部分构成：一部分是具有疏水结构的聚四氟乙烯全氟碳骨架，由于碳氟键键能极高，并且氟原子半径较大，能形成对聚合物碳碳主链的保护，确保聚合物膜具有较长的使用寿命；另一部分则是末端带有亲水性磺酸基团的氟化醚支链，在有足够水存在的情况下，接在柔性支链上的磺酸基容易聚集在一起形成若干富离子区域，这些富离子区域彼此相连形成有利于质子传递的通道，从而具有很高的质子传导能力。 杜邦公司于20世纪90年代率先开发出全氟磺酸质子交换膜商业化产品，采用熔融挤出工艺制膜，但膜比较厚，性能有缺陷，结构易变形。后来，杜邦发明了溶液浇铸膜工艺，在提高膜性能的同时，也使成本有所降低。杜邦生产的Nafion系列膜产品，包括Nafion [...]

质子交换膜 质子交换膜是PEMFC 的固体电解质。车用PEMFC对质子交换膜有很严格的要求，必须具有良好的质子传导率、良好的热和化学稳定性、低气体渗透率、适度含水率、高机械强度和结构强度等，对氢氧化反应、氧还原反应和水解具有稳定性，同时膜表面对电催化剂有强附着力，使用寿命长。 美国能源部（DOE） 2013公布了交通领域车用PEMFC质子交换膜2020年性能目标值，具体为：氢氧最大渗透率2mA/cm2 [...]

是什么让氢燃料电池商用车成本居高不下 ？ 寻求思路破解 当前，世界很多国家已经把氢燃料电池技术作为未来能源战略部署的重要组成部分。破解成本难题，已经成为推动氢燃料电池商用车发展的重要基础。 成本高昂成为阻力 [...]

新能源重卡发展 近几年，在对于新能源动力系统的要求更高的重卡领域，混合动力、纯电动和燃料电池技术不断发展，新应用场景不断开发，需求持续增长，新能源重卡已然表现出发展潜力。 1 混合动力重卡的技术现状 新能源汽车技术发展至今，混合动力技术最为成熟，增加的成本最小。目前混合动力系统包括串联式、并联式和混联式三种。 [...]

氢能卡车VS纯电动卡车 在卡车领域，目前有两种车型发展势头迅猛，试图与燃油卡车竞争，它们分别是纯电动卡车和氢燃料电池卡车。两者的主要动力均是由电池供给，纯电动卡车主要使用锂离子电池，而氢燃料电池卡车使用的是以氢气为燃料的燃料电池，二者相较于燃油卡车均有着自己独特的优势。 那么，二者对比，谁才能代表新能源卡车的未来？ 氢能卡车与纯电动卡车的区别 目前市场上的纯电动卡车，基本上都是从燃油卡车底盘上改制而来，与燃油卡车的区别主要在动力总成模块，相比燃油卡车，纯电动卡车取消了发动机、进排气系统、供油系统，轻载车型直接取消变速箱、重载车型则更换电动车专用的AMT自动变速箱，取而代之的则是驱动电机、动力电池、电控系统。 [...]

国内燃料电池技术 国内外技术差距进一步缩小，体积功率有望突破5.0kW/L，单堆功率超过180kW 2020年主流电堆企业相继推出大功率产品，电堆体积功率密度纷纷超过或达到2014款丰田MIRAI电堆水平，国产技术升级迭代不断加快，与行业标杆丰田的技术差距进一步缩小。随着国内膜电极功率密度的提升、金属双极板流道设计的优化，预计2021年在性能指标上会有媲美丰田2020MIRAI的产品出现。 此外，2020年9月，氢璞创能联手鸿基创能承担江苏省200kW燃料电池电堆研发项目，目标到2022年成功实现产业化应用。目前，国内已有超过五家企业电堆功率超过150kW，随着空压机等BOP产品配套功率的升级，2021年国产电堆峰值功率有望突破180kW。

燃料电池三大关键材料 燃料电池三大关键材料 ，国产化替代加速，最难啃的骨头只剩下碳纸 三大关键材料中，国产催化剂、质子交换膜已经上车，预计2021年进行批量化上车应用，而气体扩散层仍处于验证阶段，预计2022能实现上车。 催化剂：国产催化剂已经上车，苏州擎动、喜玛拉雅等多家企业自产自用，济平新能源在佛山建成首条全自动化燃料电池催化剂生产线，但催化剂主流市场份额依然被外资企业占据。 [...]