氫燃料電池廠家關(guān)鍵技術(shù)與瓶頸
在氫能燃料電池領(lǐng)域，美國、日本，德國次之。加拿大、英國、韓國、中國等處于二集團，是氫能經(jīng)濟的有力挑戰(zhàn)者和追隨者。但是，關(guān)鍵技術(shù)、示范應(yīng)用和產(chǎn)業(yè)化差距導致我國氫能燃料電池技術(shù)發(fā)展面臨嚴峻挑戰(zhàn)。
關(guān)鍵材料研發(fā)
燃料電池的關(guān)鍵材料主要包括催化劑、質(zhì)子交換膜、雙極板、絕緣端板等。高性能燃料電池關(guān)鍵材料的研發(fā)與產(chǎn)業(yè)化應(yīng)用已經(jīng)成為限制燃料電池技術(shù)進步的主要問題之一。
催化劑是保證燃料電池電化學反應(yīng)活性的關(guān)鍵，已成為燃料電池領(lǐng)域Z為熱門的研發(fā)方向之一。燃料電池催化劑主要分為鉑催化劑、低鉑催化劑以及無鉑催化劑三類，研究內(nèi)容涵蓋多元合金催化劑、核殼催化劑、非貴金屬催化劑以及陰極催化反應(yīng)機理研究等。
質(zhì)子交換膜作為燃料電池系統(tǒng)的另一類重要核心材料，同樣是影響電池性能和壽命的關(guān)鍵因素，其技術(shù)難點主要包括：（1）質(zhì)子膜導電機理與降解機理研究；（2）具有化學與機械穩(wěn)定性、導電性、自加濕能力的高性能質(zhì)子膜材料的開發(fā)；（3）質(zhì)子膜的成型技術(shù)。

膜電極制備
膜電極作為電化學反應(yīng)場所，是燃料電池系統(tǒng)的核心功能部件，其研發(fā)面臨的關(guān)鍵技術(shù)難題主要包括：（1）增強膜電極三相反應(yīng)界面及其穩(wěn)定性；（2）單片膜電極制備的均一性和膜電極批量生產(chǎn)的一致性；（3）膜電極中催化劑的腐蝕與質(zhì)子膜的降解；（4）膜電極破壞機理研究與壽命衰減測試；（5）商業(yè)化膜電極制備技術(shù)及其性能可靠性。
氫燃料電池安裝
我國開發(fā)出的膜電極電輸出性能已接近1W/cm2的國際先進水平。
電池堆設(shè)計
燃料電池堆的設(shè)計上承系統(tǒng)運行要求，下接關(guān)鍵材料性能，同時還要考慮反應(yīng)氣流體力學行為與電化學反應(yīng)過程，是基礎(chǔ)研究與工程設(shè)計結(jié)合的產(chǎn)物，所涉及的技術(shù)難點主要包括：（1）電池堆內(nèi)部反應(yīng)氣與冷卻液的均勻分配；（2）電池堆縱向溫度分布的均一性；（3）端板節(jié)電池的性能衰減；（4）陰陽極反應(yīng)腔內(nèi)濕度分布的可控性；（5）電池堆內(nèi)部單電池性能分布與操作條件優(yōu)化；（6）電池堆密封的可靠性；（7）電池堆耐水淹、耐干燥條件運行能力；（8）電池堆裝配壓力分布對性能影響及裝配工藝優(yōu)化。
電池堆設(shè)計根據(jù)所處研發(fā)階段而面臨相應(yīng)的技術(shù)瓶頸：（1）電池堆運行的可靠性，包括運行的穩(wěn)定性，安全性及壽命；（2）電池堆發(fā)電效率、功率密度的提高和成本的減控；（3）電池堆批量生產(chǎn)過程中的質(zhì)量監(jiān)控和成本降低。
系統(tǒng)集成
燃料電池系統(tǒng)設(shè)計、集成與控制是以電池堆運行特性為基礎(chǔ)，根據(jù)系統(tǒng)運行要求，結(jié)合附屬部件工作特點，實現(xiàn)系統(tǒng)的軟件控制與硬件集成。由于系統(tǒng)的復(fù)雜性和模塊的多樣化，燃料電池系統(tǒng)集成面臨的主要技術(shù)難題包括：（1）電池堆與系統(tǒng)內(nèi)其它模塊間的熱量耦合及散熱處理；（2）系統(tǒng)水氣管理與循環(huán)利用；（3）系統(tǒng)的快速啟動與響應(yīng)；（4）附屬部件與系統(tǒng)電能輸出的能量管理以及系統(tǒng)故障實時檢測與自修復(fù)功能。