2022年11月15日－11月17日，佛山市召開第六屆氫能大會。

本屆大會以“零碳中國，氫能未來”為主題，頂著疫情的壓力，吸引了上百家氫能及燃料電池企業參展，說明了氫能及燃料電池行業蓬勃發展的喜人態勢，但也能看出燃料電池產業尚未完全進入高潮，各公司迫切展示自身以找到目標客戶維持自身存活發展的強烈愿望。

總體來說，氫能被國家賦予能源屬性后，朝陽行業態勢日益凸顯，開始展現出政府期待的局面，并越來越獲得社會資本的重視。在筆者參與的技術論壇上，每位分享人一下場便立馬被各路投資團隊團團圍住詢問相關問題并添加微信，尋找進場機會。

本人是一名燃料電池行業研發工程師，在參加展會的這幾天里，幾乎逛遍了所有展臺并同相關技術進行了探討交流，基于技術角度梳理分析了佛山氫能展燃料電池企業展品及其前景，希望這篇文章能夠將佛山氫能展上的燃料電池參展企業串起來，給大家提供一個整體和全局的視角審視佛山燃料電池的參展企業，從而形成自身對相關企業的認識和定位，為投資打下基礎。

此次參加氫能展會的燃料電池企業非常多，現將其分為兩類，一類是氫能及燃料電池行業基礎服務類，這類公司的特點是其產品比較成熟，在氫能與燃料電池行業的只是其業務板塊的拓展且拓展難度小，這包括：1）傳感器；2）流體減壓及各類閥件；3）流體流量測量；4）流體雜質去除與純化；5）散熱水泵、散熱液、散熱風扇和散熱器；6）生產產線搭建，如激光焊接、壓堆機及電堆裝配生產線等；7）密封膠和硅膠氣管等；8）傳統測試設備和電氣設備，如直流電源、電子負載、高頻阻抗儀及DC／DC等。

另一類是與燃料電池行業高度相關的公司，其業務基本只與燃料電池相關，存在技術攻關難度，是燃料電池的關鍵零部件，每種零部件的研發進度顯著影響燃料電池在實際運用時的好壞程度，具有很寬的技術護城河且行業龍頭未定，具有很高的投資價值，值得重點關注。分述如下。

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氫氣供給系統

作為受到國家補貼的八大零部件之一，該系統的發展趨勢是去除氫氣循環泵以節約系統成本并降低設備復雜度。引射器發展的瓶頸問題在于低功率（小流量）工況下引射器不能工作，其技術路線是在一個引射器內放置多條引射回路以增加引射器的功率覆蓋范圍。此外，佳安氫源公司展覽的氫氣消納器的展覽讓我眼前一亮，該部件著重解決燃料電池在密閉環境下長期使用導致的安全性問題，武漢理工大學的教授也基于此想法申請過科技部項目解決氫氧燃料電池在潛艇中運用的安全性問題。

圖1 氫氣供給系統

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空氣供給系統

空氣供給系統中技術含量最高的便是空氣壓縮機，作為燃料電池的“肺”，也是受到國家補貼的八大零部件之一，具有非常高的技術壁壘。隨著質子交換膜逐漸變薄以及運行和控制策略優化，空氣供給系統的發展趨勢是加濕器將逐漸被淘汰以降低成本和系統復雜度。

圖2 空氣供給系統

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膜電極

膜電極性能的好壞很大程度上決定了燃料電池性能的好壞，被譽為燃料電池的“心臟”，也是能夠拿到國家補貼的八大零部件之一。

膜電極內包含質子交換膜、催化層和擴散層（碳紙），也是能夠拿到國家補貼的三大零部件，都具有非常高的技術含量。其中，膜電極的技術難點在于：1）如何使催化層均勻涂覆于質子交換膜表面；2）如何保持擴散層和催化層的良好接觸；3）如何加快反應物質的傳輸速率并增大生成水的排除速率。

目前國內已經建成投產的均為膜電極的第二代生產技術，即卷對卷生產工藝（CCM），最先進的第三代膜電極技術為有序膜電極技術，這能極大地加快反應物質的傳輸速率并減小鉑載量，目前正在研發階段。

質子交換膜的技術難點在于：1）如何增加質子交換膜的溫度耐受能力，避免質子交換膜在高溫下的“脆化”現象，從而增加電堆系統工作溫度，這有利于電堆的水熱管理；2）如何在保證機械強度的條件下減薄質子交換膜厚度。這有利于減少電堆的內阻和電堆的水管理。質子交換膜的研發技術難度大，目前國內運用較多的仍為美國杜邦的Nafion膜，不過東岳和仙湖實驗室也正迎頭趕上，有成為該領域龍頭的趨勢。

催化劑的技術發展目標為：1）如何提高催化劑壽命；2）如何提高催化劑活性，減低活化阻抗；3）如何加強傳質，減少濃差極化阻抗；4）如何降低鉑載量，減少生產成本。

目前燃料電池的很多壽命數據都是基于催化劑在旋轉圓盤電機上進行循環電勢掃描得到的，但根據筆者的工程實際經驗來看，這個數據與膜電極在整車工況使用下的實際壽命影響不大。

碳紙的主要生產材料是碳纖維，這部分技術我國還有待進步。

武漢理工一直是國內燃料電池研發的領頭羊之一，之前制作的膜電極也多次出口國外，獲得了上億元的成交額，目前基于武漢理工成立的仙湖實驗室，能夠將功率密度做到2W／cm－2以上，可以算是國內頭部企業之一了。此外，從豐田承擔過第二代Mirai研發的李樺博士指出，當額定功率密度達到2．4W／cm－2＠0．6V，此時燃料電池的成本便能夠逼近內燃機。

圖3 仙湖實驗室膜電極性能分析

圖4 膜電極性能發展目標