隨著人類面臨的能源挑戰步步升級，全球環保政策持續收緊。為了降低對進口石油的依賴并彌補電能存儲的短板，國內氫能燃料電池汽車產業政策也密集落地，并提出在2030-2035年實現氫能及燃料電池汽車的大規模應用，達到100萬輛左右的燃料電池汽車保有量。在嚴格的法規監管和巨大的市場潛力雙重驅動下，各大汽車廠商紛紛加碼布局，搶灘未來市場。
作為全氟磺酸質子交換膜的發明者和燃料電池汽車主流技術路線的奠基者，面對新一輪汽車動力革新浪潮，杜邦為助力汽車廠商向氫能燃料電池汽車的大規模商用發起新一輪技術“攻堅戰”。
2020年12月22日，杜邦交通與工業事業部舉辦了一場以“給電堆減負，為低碳賦能——高性能材料如何應對氫能燃料電池汽車挑戰”為主題的在線研討會，分享了杜邦在該領域的研發歷史、前瞻性思考和高性能材料解決方案。今天，讓我們一起回顧這場研討會的精彩亮點吧！
自1966年通用汽車發明第一輛氫能燃料電池汽車以來，汽車行業便為這一技術的大規模商用開始了幾代人的努力。而燃料電池汽車產業此次面臨的機遇與以往截然不同，也更有可能獲得成功。
70Mpa四型儲氫瓶是目前燃料電池汽車的技術高地
杜邦汽車應用開發經理胡暢先生提到，氫能燃料電池汽車最大的機遇在于可再生能源成本的大幅下降，以氫作為能源成為現實；其次，氫具有更低的儲存成本和更靈活的制運儲方式，能與儲電形成良好的互補性，是集中式可再生能源大規模長周期儲存的最佳途徑。這些優勢使得氫能在未來的汽車市場獲得全新的戰略定位，給予氫能安身立命的根本。
杜邦為燃料電池汽車提供一站式解決方案，涵蓋電機和電控、高壓電池包、燃料電堆、氫罐等各子系統的材料選擇、設計與仿真及零部件測試等。面對燃料電池汽車面臨的安全性、耐久性、功率密度、成本和效率挑戰，杜邦汽車電氣化材料專家王金泳博士聚焦三大難題，分享了杜邦的高性能材料解決方案。
燃料電堆系統工作需要80°C，70~90%相對濕度，pH ~ 4以及潔凈的內部環境，這要求直接連接電堆的材料具有低雜質析出、低電導、絕緣、耐溫、耐酸性環境等多重卓越性能。
杜邦Zytel?HTN高溫尼龍和Zytel?PA66基礎樹脂分子結構沒有雜質，結合配方技術可以實現極低離子析出，對電堆系統的整體耐久性至關重要，可幫助商用車達到15000小時的系統壽命。
氫能燃料電池汽車發展的關鍵點之一是通過輕量化集成設計來提高燃料電堆系統的功率密度和可靠性，并降低量產成本。杜邦多款高性能聚合物材料有助于將手工零部件轉為注塑零部件，實現多部件的集成設計以及單部件的以塑代鋼/鋁。
對于燃料電池的氫氣供應系統，Zytel? HTN 6T/DT（PPA GF35）為引射器、水氣分離器、接頭等直接與氫氣接觸的零部件提供了出色的拉伸強度和氫氣阻隔性能；此外，采用改性PA612 Zytel? LCPA作為輸氫管路，相對于傳統的橡膠和金屬管路可實現50%以上的減重。
對于燃料電池的空氣供應系統，針對低于150°C的低溫空氣管路，Hytrel?TPC-ET和Crastin? PBT 3D吹塑規格可以一體成型制成復雜部件，相比傳統的組裝方案，既可以減重也可以降本；針對高于150°C的高溫空氣管路，Vamac? AEM 擠出或纏繞零部件、Zytel? PA 吹塑或注塑零部件、Kevlar?纖維和Nomex?纖維也可以提供一體化解決方案。
更高效率和功率密度的電堆，需要先進的流體和熱管理方案。燃料電池的冷卻系統要求材料具有極低的離子析出率，以及耐受冷卻液長期老化的性能。
對于去離子器殼體，Zytel? PA66 EF可以滿足大部分的使用場景，如果有更高的力學、耐老化和更低的電導率要求，可以使用Zytel? HTN EF（PPA）以及Amber?系列離子交換樹脂；對于接頭、四通閥、水泵殼體、COD加熱器等關鍵部件，可使用35%和45% 玻纖增強Zytel? HTN PPA；而對于冷卻管路，則可以采用改性PA612 Zytel? LCPA實現50%以上的減重，提高裝配效率。
在研討會的問答環節，觀眾提出了不少高質量的問題，如：
燃料電池汽車在目前各種電動化的技術路線中該如何立足？
在提高電堆體積功率密度上，杜邦有好的方法嗎？
對于70MPa 4型儲氫瓶，杜邦有沒有較好的材料方案？
杜邦材料用在哪些車型上了？國內有用的嗎？
尼龍吸水后尺寸穩定性會不會有問題？
......
對這些問題，兩位講師都作出了詳細、精彩的回答。欲知詳情，請趕緊掃碼觀看回放吧！
原文始發于微信公眾號（杜邦交通與材料）：決勝2030！氫能燃料電池汽車產業化，離不開這些關鍵技術?
艾邦氫能產業鏈通訊錄，目前有2200人加入，如億華通、清極能源、氫藍時代、雄韜、氫牛、氫璞、愛德曼、氫晨、喜馬拉雅、明天氫能、康明斯、新源動力、巴拉德、現代汽車、神力科技、中船712等等，可以按照標簽篩選，請點擊下方關鍵詞試試
資料下載：