金屬板氫燃料電池電堆簡稱金屬板電堆,是燃料電池電堆技術路線的一種。在燃料電池中,電堆是氫燃料發生電化學反應的場所,是氫燃料電池系統的核心部件,維系著整個氫燃料電池系統的能量輸出過程。
燃料電池主要由質子交換膜、空氣擴散層、催化劑層、雙極板組成,其中雙極板具有支撐膜電極結構、收集電子、傳導熱量、分隔氫氧、提供氫氧通道、提供冷卻液流道等多種作用。雙極板是電堆的核心結構零部件,體積占電堆的九成以上,電堆是燃料電池系統的核心,成本占系統總成本六成以上。
根據材料不同,電堆分為石墨電堆、金屬板電堆、復合材料電堆。早期石墨電堆是常用電堆,近年來,金屬板電堆因其能量損失小、密封性好、強度高、傳熱能力好、批量生產成本低、體積小、冷啟動性能好等優勢,逐漸成為氫燃料電池首選電堆,應用也越來越廣泛。金屬板電堆基體材料主要包括鋁合金、鈦合金、不銹鋼等。
根據新思界產業研究中心發布的《
2025-2030年中國金屬板氫燃料電池電堆(金屬板電堆)行業市場深度調研及發展前景預測報告》顯示,近年來,我國金屬板電堆出貨量在不斷增長,其中2023年出貨量達600MW以上。隨著出貨量增長,金屬板電堆應用日益擴展,目前金屬板電堆已在氫能汽車、環衛車、重型商用車、大型工程機械、固定發電、船舶、無人機、軌道交通、儲能等場景得到應用。
金屬板電堆技術門檻較高,目前能夠提供優質金屬板電堆產品的企業主要包括氫晨科技、國氫科技、驥翀氫能、未勢能源、捷氫科技、氫藍時代、新研氫能、氫璞創能、明天氫能、雄韜氫瑞、博世、豐田等。其中驥翀氫能金屬板電堆出貨量增長迅猛,2022年、2023年其出貨量連續實現3倍增長,2024年金屬板電堆產銷量增幅達65%。
近年來,隨著技術突破,國產金屬板電堆各項技術指標均實現了明顯提升。氫晨科技是國內金屬板電堆頭部企業,2023年1月,其率先對外展示業內首個300kW的大功率金屬板單堆產品。
新思界
行業分析人士表示,金屬板電堆在在功率、功率密度、重量、體積、冷啟動等方面優勢顯著,隨著燃料電池系統小型化、輕量化、低成本發展,金屬板電堆應用將越來越廣泛。近年來,我國金屬板電堆出貨量在不斷增長,但目前金屬板電堆市場發展仍存在一定制約因素,如抗腐蝕性能偏差、耐久性較差、設計與加工制造難度大等。