范钦柏 求解氢能源产业密码
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范钦柏 求解氢能源产业密码

 

  随着全球汽车产业的转型升级和生态环境的持续改善,氢能源汽车热度开始持续升温,氢能源时代即将到来,未来,氢能源如何实现环境清洁、能源安全及资源保护?这些问题困扰着能源行业的研究者们,能源工程集团氢能科技有限公司(以下简称“中氢科技”)CEO兼CTO、中国能源工程集团首席科学家范钦柏也是其中一个。1991年,范钦柏只身前往美国克利夫兰深造,虽然身在大洋的另一岸,但二十几年来范钦柏依然心系国内能源行业的发展。2018年底回国后,范钦柏很快投入到了新的研究中去,他认为,形成上下游打通的氢能源电池产业链是当下需要解决的问题之一。

  赴美28年后归国

  从南京大学的分析化学学士到上海大学的电化学硕士,范钦柏与电化学和燃料电池的缘分开始于1984年。为了进一步深入地研究这一领域的相关课题,1991年,范钦柏决定前往美国克利夫兰深造,这一去便是28年。

  1997年,范钦柏进入美国燃气技术研究院,开始了长达19年的燃料电池研究工作。虽说身在国外,范钦柏却一直密切关注着国内的能源行业发展。“2002年时,时任陕西省科技厅厅长的孙海鹰曾找到我,让我写写燃料电池的发展、现状和问题,当时我就提出了四个问题,产业链如何形成、成本如何控制、电池寿命如何延长、电池性能如何提高;目前为止,这几个方面进步很大,但问题却依然存在。”范钦柏表示。

  近年来,氢能和燃料电池以高效的发电方式、无污染和使用便捷等优点,广泛应用于军事、空间、发电厂、电动车、移动设备以及居民家庭领域,被认为是终极的发电方式之一,发展氢能和燃料电池技术关系到人类未来能源利用模式和发展模式需要,国内氢能源研究开始大热,全球范围内的鼎力合作,需要企业家和科学家的共同努力。

  2018年底,范钦柏选择回国,进入中氢科技,希望用过去多年的研究经验指导技术人员进行研究,继而开发出新的产品,找出解决上述问题的方案。范钦柏认为,现在氢能源燃料电池发展急需解决的大问题其实是基础材料不过关,碳板和金属板加工精度达不到,产业链上下游没打通和电池寿命问题。

  问诊产业链

  近些年,范钦柏看着学生和朋友陆陆续续回国,做催化剂研究、发表文章、演讲,但是燃料电池是一种综合性的化学反应装置,是一个系统集成的问题,石墨板电堆、金属板电堆,产氢、储氢、 运氢、 加氢是一个产业链的问题,只研究其中一项是远远不够的,即使有最好的催化剂,有最好的板,有最好的隔膜,但做出来并不一定是最好的电堆,也不一定是最好的发动机。

  范钦柏说,“我们要做电堆,要做的是终极的电池,电堆技术没问题,配套才能做好,现在,实验室研发成果和核心零部件国产化之间有着巨大的鸿沟,一边是企业、高校和科研院所发布的漂亮数字,另一边则是材料、零部件、设备等对进口的严重依赖,催化剂在实验室能做了,企业生产却还要进口”。

  科研成果难以转化为商业产品只是表象,更本质的原因在于运氢问题尚未解决,导致部分城市高纯氢贵;整车成本高、加氢站建设费用高,综合因素作用下,中国的燃料电池产业链仍未形成,没有产业链,就没有利润。

  “能源问题不是生产能源的问题,主要是运输的问题,我们国内做燃料电池,下游做得非常好,但是上游如何运输却成了大问题。”范钦柏认为,形成上下游打通的氢能源电池产业链是当下需要解决的问题之一。“氢气作为一个能源的载体,运输需要依靠大型机械设备,但是大型设备需要机械工业,所以,我想从能源企业推动上游产业链的发展,按照国家标准实现和车企的对接,实现液氢运输。”

  要为自己打工

  除了产业链问题,范钦柏认为现在最大问题其实是电池寿命问题,电池寿命问题不突破,就不会有市场,就不利于将氢能源电池推向产业化。

  目前国内大部分燃料电池企业使用的是石墨双极板和复合材料双极板,和石墨双极板相比,金属双极板厚度薄,导电、导热性能更好,机械强度更高,量产工艺工序更少,因此性能优异且更易于批量化生产,但金属双极板的成型工艺要求高,耐腐蚀性较差,寿命不易保证,这也是其国产化的主要难点。

  “国内部分企业生产爱讲‘差不多’,企业缺乏责任心,这是国产产品缺乏国际竞争力的一大问题,除了模具本身的问题,管理过程不科学、品质控制不严格,也让国产燃料电池的一致性大打折扣。”范钦柏从事电化学和燃料电池研发工作35年,回国不到一年时间,国内部分企业的管理方法让他感触颇深。“传统型企业向创新型企业发展一定要倚仗科学的管理,我们现在要做的是务实和扎实,设定标准,科学地管理误差范围,然后按照标准进行研究生产,我们要为自己打工,不能总是依靠进口。”

  不能急功近利

  在范钦柏回国后的这段时间里,他还看到很多能源企业耗巨资进行能源研究,并且习惯于宣扬多久之内完成什么研究,但是始终没有成果面世,范钦柏坦言,“弯道超车要选好道,选不好会翻车的,不能急功近利,要先打好基础,基础材料一定要过关”。

  如今,范钦柏给自己和团队的目标只有一个,就是务实且扎实地学好技术能力,不被头衔束缚,稳扎稳打地做好每一步,不急于求成,将钱花在刀刃上,加强与关键材料研发单位的协作、联合攻关和实验,突破瓶颈,希望在三年内工作成效显现。

  “做终极产品的人,不应该以政府为客户,要以出租车等司机为客户,瞄准客户群体后,专心做产品。”在范钦柏看来,目前,燃料电池汽车对氢气、空气质量、机器精密度和操作都很敏感,是“教授级”产品,这样的产品价值很低,不是用户真正需要。行业应该对燃料电池汽车去敏感化,让其成为有价值的“用户级”产品,将价值反映在消费端,以社会大众为客户,政府支持为后盾,扎实科技基本功,做出高质、可靠、盈利的终极产品。

  融媒体中心记者 刘娜

 
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