近日，山西省科技廳發(fā)布山西省2020年度科技重大專項(xiàng)項(xiàng)目指南，并組織項(xiàng)目申報(bào)。
據(jù)悉，本次發(fā)布的項(xiàng)目指南涵蓋我省開展能源革命涉及4個(gè)領(lǐng)域科技重大專項(xiàng)，即煤層氣領(lǐng)域、煤炭綠色智能開采領(lǐng)域、氫能領(lǐng)域和燃煤發(fā)電領(lǐng)域；其中氫能領(lǐng)域分為6個(gè)重點(diǎn)攻關(guān)方向，按照“圍繞產(chǎn)業(yè)鏈，部署創(chuàng)新鏈”的要求，突破新型儲(chǔ)氫、運(yùn)氫、用氫環(huán)節(jié)中的重大基礎(chǔ)前沿理論，攻克高密度儲(chǔ)氫、高效率燃料電池、車載氫燃料電池發(fā)動(dòng)機(jī)系統(tǒng)等環(huán)節(jié)的關(guān)鍵技術(shù)，形成一批具有國(guó)際先進(jìn)水平的高效、綠色、低成本氫能關(guān)鍵技術(shù)及裝備。
以下為申報(bào)指南氫能領(lǐng)域6個(gè)重點(diǎn)攻關(guān)方向具體要求：
氫能與燃料電池是我國(guó)引領(lǐng)產(chǎn)業(yè)變革的新興支柱產(chǎn)業(yè)和能源科技重點(diǎn)創(chuàng)新方向。為貫徹落實(shí)《關(guān)于在山西開展能源革命綜合改革試點(diǎn)的意見》、《山西能源革命綜合改革試點(diǎn)行動(dòng)方案》，利用我省的氫能資源稟賦，構(gòu)建氫能產(chǎn)業(yè)鏈和創(chuàng)新鏈，掌握氫能領(lǐng)域技術(shù)制高點(diǎn)和發(fā)展先機(jī)，促進(jìn)我省氫能產(chǎn)業(yè)快速發(fā)展，現(xiàn)發(fā)布2020年能源革命氫能領(lǐng)域項(xiàng)目指南。
氫能領(lǐng)域科技重大專項(xiàng)的總體目標(biāo)是：鼓勵(lì)高?？蒲性核c省內(nèi)相關(guān)龍頭企業(yè)開展氫能領(lǐng)域的合作，按照“圍繞產(chǎn)業(yè)鏈，部署創(chuàng)新鏈”的要求，突破新型儲(chǔ)氫、運(yùn)氫、用氫環(huán)節(jié)中的重大基礎(chǔ)前沿理論，攻克高密度儲(chǔ)氫、高效率燃料電池、車載氫燃料電池發(fā)動(dòng)機(jī)系統(tǒng)等環(huán)節(jié)的關(guān)鍵技術(shù)，形成一批具有國(guó)際先進(jìn)水平的高效、綠色、低成本氫能關(guān)鍵技術(shù)及裝備，為山西能源革命綜合試點(diǎn)做出貢獻(xiàn)。
申報(bào)單位應(yīng)根據(jù)指南的支持方向，面向解決重大科學(xué)問題和突破關(guān)鍵技術(shù)進(jìn)行一體化設(shè)計(jì)。鼓勵(lì)圍繞一個(gè)重大科學(xué)問題或重要應(yīng)用目標(biāo)，多學(xué)科聯(lián)合，從基礎(chǔ)研究到應(yīng)用全鏈條組織項(xiàng)目。鼓勵(lì)依托國(guó)家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室等重要科研基地組織項(xiàng)目。申報(bào)項(xiàng)目的研究?jī)?nèi)容須涵蓋指南所列的全部考核指標(biāo)。
除特殊說明外，每個(gè)方向擬支持項(xiàng)目數(shù)均為1項(xiàng)。
重大攻關(guān)方向：
1、碳纖維復(fù)合材料IV型塑料內(nèi)膽高壓儲(chǔ)氫容器的研制與開發(fā)
研究?jī)?nèi)容: IV型高壓儲(chǔ)氫容器采用塑料內(nèi)膽，碳纖維纏繞層數(shù)多，內(nèi)膽制作困難，強(qiáng)度要求高，目前行業(yè)內(nèi)尚無完全可借鑒的經(jīng)驗(yàn)。針對(duì)IV型高壓儲(chǔ)氫容器的要求，重點(diǎn)突破塑料內(nèi)膽的研制總體技術(shù)要求；進(jìn)行碳纖維纏繞路徑的優(yōu)化設(shè)計(jì)；開展內(nèi)膽的機(jī)加工藝研究；開展項(xiàng)目產(chǎn)品水壓試驗(yàn)研究；進(jìn)行項(xiàng)目產(chǎn)品纏繞層無損檢測(cè)以及纏繞層與內(nèi)膽界面之間的無損檢測(cè)研究。
考核指標(biāo)：碳纖維高壓儲(chǔ)氫容器公稱壓力70 MPa，破裂壓力達(dá)到115 MPa，儲(chǔ)氫量高達(dá)9wt%，壓力循環(huán)次數(shù)高達(dá)20萬次；與Ⅲ型高壓容器的比較，滿足相同設(shè)計(jì)指標(biāo)下碳纖維的使用量減少35%左右，成本降低30～40%, 形成年產(chǎn)100個(gè)產(chǎn)品的小試示范規(guī)模。
2、加氫關(guān)鍵部件安全性能測(cè)試技術(shù)及裝備示范
研究?jī)?nèi)容：針對(duì)加氫站關(guān)鍵零部件泄漏、斷裂等問題，開展相應(yīng)的安全性能測(cè)試技術(shù)及裝備研究。具體包括：加氫站關(guān)鍵零部件失效模式分析、故障檢測(cè)和安全評(píng)價(jià)技術(shù)；密封件及密封材料在高壓氫環(huán)境中損傷檢測(cè)技術(shù)及測(cè)試裝備；供氫系統(tǒng)關(guān)鍵零部件高壓高速氫氣沖擊（蝕）/自燃損傷檢測(cè)技術(shù)及測(cè)試裝備；火災(zāi)等極端條件下加氫站高壓儲(chǔ)氫容器的失效機(jī)制和泄爆技術(shù)。
考核指標(biāo)：密封材料在高壓氫環(huán)境中損傷檢測(cè)裝置：氫氣壓力 140 MPa、溫度 0～200 ℃，氫氣環(huán)境內(nèi)部動(dòng)態(tài)力施加裝置行程≥20 mm；密封件臨氫環(huán)境服役性能測(cè)試裝置：測(cè)試壓力140 MPa、測(cè)試溫度-60～150 ℃，氫氣自動(dòng)循環(huán)頻率≥3次/分鐘；高壓氫氣沖擊（蝕）/自燃測(cè)試裝備:測(cè)試壓力140 MPa、測(cè)試溫度-60～150 ℃，最大氫氣流速≥ 60 m/s；建立高壓氫環(huán)境典型密封材料性能數(shù)據(jù)庫(kù)、相關(guān)測(cè)試評(píng)價(jià)方法及技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)。
3、新一代高溫氫燃料電池非鉑催化劑材料及器件
研究?jī)?nèi)容: 開發(fā)適用于高溫氫燃料電池的低鉑（Pt）及非貴金屬催化劑，同時(shí)增強(qiáng)催化劑耐久性，建立催化劑多元素、多組分結(jié)構(gòu)模型，設(shè)計(jì)新型催化劑復(fù)合結(jié)構(gòu)；建立針對(duì)催化劑的多通道高密度碳基載體體系；并將催化劑與復(fù)合金屬雙極板相匹配，進(jìn)一步組裝成單電池、電堆實(shí)體，測(cè)試并對(duì)材料進(jìn)行改性，獲得適用新型高溫氫燃料電池的高功率密度、長(zhǎng)壽命電池器件。
考核指標(biāo): 高溫氫燃料電池膜電極中Pt用量≤0.3 g/kW；高溫氫燃料電池催化劑膜電極運(yùn)行溫度高于140℃，電壓為0.4 V條件下，電流密度≥500 mA/cm2，并穩(wěn)定運(yùn)行100 h以上，功率衰減不大于10%；質(zhì)量比活性≥450 mA/mg，完成下一代高溫氫燃料電池的中試示范生產(chǎn)。
4、燃料電池高溫質(zhì)子交換膜批量制備及應(yīng)用技術(shù)
研究?jī)?nèi)容：針對(duì)車用燃料電池的要求，重點(diǎn)突破高溫?zé)o濕度條件下應(yīng)用的質(zhì)子交換膜的產(chǎn)業(yè)化技術(shù)；結(jié)合離子膜發(fā)展，創(chuàng)新自具微孔聚合物膜應(yīng)用技術(shù)；開發(fā)胺類功能單體純化技術(shù)，大自由體積堿性聚合物制備技術(shù)；耐高溫質(zhì)子交換樹脂分散溶液制備技術(shù)；酸固載和自由基作用機(jī)理研究；高質(zhì)子傳導(dǎo)及穩(wěn)定的高溫質(zhì)子交換膜連續(xù)制備技術(shù)與裝備。
考核指標(biāo)：聚合物特性粘度大于1.3 dL/g；質(zhì)子交換樹脂溶液固含量≥3 wt%，使用溶劑沸點(diǎn)低于110 ℃；質(zhì)子交換膜厚度≥50 μm、偏差≤±5%，酸擔(dān)載量（ADL）大于7，酸保持率大于80 % （80℃, 40 % RH）；質(zhì)子傳導(dǎo)率≥0.1～0.25 S/cm（180 ℃，無加濕），質(zhì)子傳導(dǎo)率穩(wěn)定性大于1000小時(shí)（180℃，10 % RH）；實(shí)現(xiàn)400 mm幅寬卷對(duì)卷連續(xù)制備技術(shù)，實(shí)現(xiàn)在160～200 ℃的溫度范圍內(nèi)穩(wěn)定工作，形成年產(chǎn)2萬平米中試示范生產(chǎn)。
5、大功率車載氫燃料電池發(fā)動(dòng)機(jī)系統(tǒng)核心技術(shù)及示范
研究?jī)?nèi)容: 開發(fā)高功率密度、長(zhǎng)壽命的車用氫燃料電池動(dòng)力系統(tǒng)。基于車載工況，開展供氣、供氫、冷卻、DC-DC等子系統(tǒng)關(guān)鍵零部件系統(tǒng)架構(gòu)模塊化集成設(shè)計(jì)；開發(fā)大功率氫燃料發(fā)動(dòng)機(jī)穩(wěn)定可靠精準(zhǔn)實(shí)時(shí)在線控制、測(cè)試及監(jiān)測(cè)系統(tǒng)等關(guān)鍵技術(shù)；并進(jìn)行裝車示范應(yīng)用。
考核指標(biāo)：開發(fā)完成氫燃料電池發(fā)動(dòng)機(jī)系統(tǒng)，發(fā)動(dòng)機(jī)系統(tǒng)額定功率＞150 kW，發(fā)動(dòng)機(jī)系統(tǒng)效率≥45%，發(fā)動(dòng)機(jī)系統(tǒng)功率密度體積比≥600 W/L，發(fā)動(dòng)機(jī)系統(tǒng)壽命≥15000 h；建立發(fā)動(dòng)機(jī)系統(tǒng)測(cè)試平臺(tái)，建成年產(chǎn)1000臺(tái)以上的生產(chǎn)線，完成產(chǎn)品開發(fā)，實(shí)現(xiàn)不少于5輛的高混合度氫燃料電池重卡示范應(yīng)用。
6、氫燃料電池應(yīng)用技術(shù)研究及機(jī)車研制
研究?jī)?nèi)容：針對(duì)燃料電池在機(jī)車上的應(yīng)用需求，重點(diǎn)突破氫燃料電池在機(jī)車上的應(yīng)用相關(guān)技術(shù)，開展氫燃料電池在機(jī)車上的應(yīng)用及混合動(dòng)力技術(shù)研究；開展不同功率等級(jí)的動(dòng)力包技術(shù)研究；研究氫燃料電池動(dòng)力機(jī)車控制系統(tǒng)開發(fā)相關(guān)應(yīng)用層軟件；搭建不同功率氫燃料電池動(dòng)力機(jī)車的通用平臺(tái)，實(shí)現(xiàn)氫燃料電池動(dòng)力機(jī)車系統(tǒng)集成。
考核指標(biāo)：（1）氫燃料電池動(dòng)力機(jī)車平臺(tái)，軸數(shù)：4軸/6軸，輪周輸出功率：1000 kW/700 kW/500 kW，啟動(dòng)牽引力：≥200 kN/≥160 kN/≥120 kN，持續(xù)牽引力：≥200 kN/≥160 kN/≥120 kN，最高運(yùn)營(yíng)速度≥80 km/h；（2）氫燃料電池與其它動(dòng)力方式的匹配及混合動(dòng)力能量管理策略滿足機(jī)車功率輸出需求；（3）動(dòng)力包實(shí)現(xiàn)模塊化、系列化設(shè)計(jì)；（4）機(jī)車控制系統(tǒng)及應(yīng)用層軟件滿足機(jī)車控制及人機(jī)交互功能需求；（5）氫燃料電池具有模塊化、節(jié)能、零排放、低噪聲的特點(diǎn)，具有中試及產(chǎn)業(yè)化生產(chǎn)的條件。
