中國儲能網(wǎng)訊：國內(nèi)高溫燃料電池電堆產(chǎn)業(yè)化公司—氫邦科技（H2-Bank）對外宣布，公司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）。在該筆資金支持下，公司已初步打通了第一款產(chǎn)品的技術(shù)路線，實現(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電堆”的原型研制。
該電堆采用獨特平管型結(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、焦爐煤氣、氨氣等多種燃料發(fā)電，電解CO2制CO突破2000小時大關(guān)。同時在制造工藝上，采用先進陶瓷加工技術(shù)，以廉價金屬氧化物為原料，大幅度降低了粉體、漿料等制造成本，利于實現(xiàn)產(chǎn)品大規(guī)模量產(chǎn)。
目前，氫邦科技正在積極建設(shè)電堆研發(fā)中試線，擬實現(xiàn)兩款電堆產(chǎn)品的自動化生產(chǎn)。
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中國SOFC技術(shù)與發(fā)達國家差距巨大
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，下簡稱SOFC）具有發(fā)電效率高，壽命長，成本低，燃料適應(yīng)性廣等突出優(yōu)點，在分布式發(fā)電、熱電聯(lián)供、增程式汽車、無人機、船舶等領(lǐng)域均有廣泛應(yīng)用前景，發(fā)展?jié)摿薮蟆?
近10年來，SOFC技術(shù)開始在美、日為代表的發(fā)達國家進入了商業(yè)化應(yīng)用初級階段，并正迎來爆發(fā)期。截至2019年，日本市場安裝了5萬余套SOFC分布式熱電聯(lián)供系統(tǒng)；美國Bloom Energy、Fuel Cell Energy、LG、Fuel Cell Systems也成功示范運行50~250kW的SOFC分布式發(fā)電系統(tǒng)；歐洲部分國家也相繼推出了1~5kW的SOFC分布式熱電聯(lián)供系統(tǒng)并開展市場應(yīng)用。而上述產(chǎn)品，在中國仍停留在驗證運行階段。
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，大力追趕國際先進水平。
02
第一代千瓦級SOFC電堆研制成功
早在2015年，氫邦科技的核心創(chuàng)始技術(shù)團隊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、成本低、耐高溫、集成難度小等特點。
以此技術(shù)為核心，團隊與哈爾濱工業(yè)大學(xué)（深圳）開展了基于多場耦合理論的電池結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計，同時聯(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小型號電池
針對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)團隊不斷優(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電堆。
基于第一代電池的千瓦級電堆
該電堆采用獨特平管型結(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、焦爐煤氣、氨氣等多種燃料發(fā)電，電解CO2制CO突破2000小時大關(guān)。
同時，在制造工藝上，其團隊采用先進陶瓷加工技術(shù)，以廉價金屬氧化物為原料，大幅度降低了粉體、漿料等制造成本，有利于實現(xiàn)產(chǎn)品大規(guī)模量產(chǎn)，追趕國際先進水平。
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2025年研建100kW級單個SOFC電堆模組
在過去20年間，國內(nèi)SOFC技術(shù)研發(fā)主要集中在實驗室范疇，相關(guān)基礎(chǔ)設(shè)施和市場化應(yīng)用尚處于起步階段。
作為國內(nèi)SOFC產(chǎn)業(yè)化的先行者之一，氫邦科技積極探索同企業(yè)與機構(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)計研發(fā)中心，與中科院寧波材料所、東睦集團建立了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)品線正逐步進入大規(guī)模落地階段：A60電池已實現(xiàn)穩(wěn)定量產(chǎn)，A130電池質(zhì)檢模塊完成設(shè)計與設(shè)備選型；電堆已完成100W~25kW等不同功率模組的設(shè)計，其中1kW發(fā)電模塊完成第一代原型樣機研發(fā)，5kW發(fā)電模塊進入研發(fā)階段，已打通裝配工藝路線。
應(yīng)用場景方面，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；新能源電動車和燃料電池車的“電氫雙充”式綜合能源補給。
當前氫邦科技正在籌備第二輪融資，將用于年產(chǎn)500-1000臺5-10kW級電堆的量產(chǎn)制造基地建設(shè)。
另據(jù)氫邦科技CEO透露，未來5年公司將實施階梯化發(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，同時打造下游應(yīng)用示范案例；2025年建設(shè)100kW級的靜態(tài)發(fā)電電堆模組，并實現(xiàn)全系列電堆產(chǎn)品量產(chǎn)出貨，屆時電堆年產(chǎn)能將突破10MW?！?
