清华大学教授陈全世:氢燃料车会取代电动车,但铂金当催化剂太贵

摘要: 铂金有两个问题,全世界产量很低且价格贵,高纯度铂大概是黄金的2倍/克,其次,铂这个催化剂很娇嫩,容易中毒,因此,要求氢气纯度达到99.99%以上。这些技术都应该先在实验室里攻克。

清华大学汽车工程系教授、电动汽车研究室主任陈全世

“2017全球未来出行高层论坛”在杭州国际博览中心召开,清华大学汽车工程系教授、电动汽车研究室主任陈全世出席论坛,并且接受了钛媒体在内的媒体采访。

陈全世是国内最早参与新能源汽车技术研发的学者,对电动车和氢燃料电池等产业研究涉猎颇深,关于中国新能源汽车行业的政策走向、技术突破以及产业应用,陈全世教授给出了不少解答。现分享如下,以飨读者。

“动力电池日本技术第一,中国产业第一”

中国工信部在10月份宣布,对每年产销量超过3万部的乘用车企业实行双积分考核政策,外界将此解读为,中国对于新能源汽车的扶持由财政补贴逐渐转型为政策引导,将长远促进汽车企业发展新能源汽车技术。

对此,要求陈全世教授表示,该政策实施对于自主品牌和合资品牌是一视同仁,同样对待。

“原装的进口车、合资车、国产车都是一样,在同一个舞台上去竞争,现在WTO我们也没搞歧视政策,我觉得大家是一样的,总的来说围绕推广新能源汽车。”陈全世说。

而且中国政府在十几年就下决心支持电动汽车。“举个例子,我们要搞新能源汽车、要搞电动化,核心是动力电池,动力电池技术我们从2000年以前就重点支持了,因为我参加过一个项目是1991年,国家的“八五”计划,那个时候国家就支持这个东西了。”

相比之下,其他国家如欧洲则相对保守。“我2013年在巴塞罗那和他们对话的时候,他们还觉得电动化是一个遥远的事情,他们当时开玩笑说,中国人和日本人想象力太丰富了,一个锂离子电池连手机都搞不定,经常着火出问题,你搞那么大一个车,他们还是脚踏实地去搞柴油车。”陈全世说。

现在来看来这条路线走不通,欧洲车企已经开始调整重点,今年法兰克福车展的重点之一就是电动化。

“汽车智能化欧洲比我们做得好,因为传统车企的力量很大,但是电动化方面,欧洲还没有一个动力电池的生产企业,现在动力电池生产企业都在亚洲,从技术上来说日本第一,从产业来说中国第一,这是很好的条件。”陈全世说。

氢燃料电池车终究替代电动车,但要攻克实验室技术

国家“十三五”发展规划指出,2030年燃料电池车要达到示范应用的规模。前不久,丰田已经在江苏常熟建立首个加氢站,大有将自身氢燃料电池车引入中国市场的势头。

丰田氢燃料电池车Mirai

陈全世指出,电动汽车未来是会向氢燃料电池车转型,但是关键是什么时间转。

”我觉得(2030年)燃料电池车是进入(技术)示范运行,不是一个商业化的运行,不是一个产业化的运行。我是中国第一个,早在1999年就做了一辆燃料电池汽车,是高尔夫球车,第二辆车奥运会申奥的时候做的,是一辆中巴,第三辆车就是“863”大车,但是我依然认为燃料电池是示范运行。”陈全世说。

原因正是,氢燃料电池车的关键技术没有过关。陈全世指出,氢燃料电池汽车的关键技术是燃料电池反应堆,“这是它的核心,没有燃料电池堆你的燃料电池汽车就是空中楼阁了。”

但是燃料电池堆面临以下问题:

第一,燃料电池现在用的质子交换膜,质子交换膜耐温只有120度,它的工作温度85度—90度,不能超过100度,超过100度膜就有问题了。但是温度比较低的时候,空气上压力加不上去,化学反应就会受影响。

第二,催化剂用的是铂金。铂金有两个问题,首先,全世界产量很低,它的价格很贵,高纯度的铂金(99%)价格约是黄金2倍/克;

其次,铂这个催化剂很娇嫩,容易中毒,无论是空气还是氢气,尤其是氢气里面有一氧化碳的话就中毒了,还有氮氧化物和硫化物,一旦中毒变不出质子,电子也就出不来了,而且会在堆里挥发不出去,必须从膜里拿下来重新冶炼。

这就会影响堆的寿命,最近丰田公司虽然在大力推广,但是并没有保证堆有多长时间的寿命,去年全世界卖了2300多辆燃料电池汽车,但80%以上是租的,而且2000多辆都是丰田的Mirai车型,也可以说现在不具备产业化的能力。如果燃料电池堆的催化剂不能产业化,不能脱离铂金,我觉得大规模的生产是不可能的。

现在丰田的铂金用量是最少的,因为丰田的制造精度和精益生产能力是世界上第一的,他大概一辆车用15克的铂金,一辆大客车150克的铂金,这是日本人统计的。但是全球有多少铂金?一年共生产200吨,百分之六七十用于做首饰和装饰品,只有一部分铂金是做催化剂的。

第三,氢气纯度要求非常高。我们叫做四个“9”,也就是说,氢的纯度至少要99.99%,其中一氧化碳的浓度要保持10的负6次方以下。我们做的氢燃料电池车所用的氢有时候来自甲醇重整、煤气重整,但都不放心,里面有杂质,就会让催化剂铂金中毒。所以大部分都是在晚上用低谷电做电解水制氢,因为电解水里面生成的氢是化学纯度的氢,里面的一氧化碳几乎零。

晚上低谷电电解水的话,是3毛钱一度电,电解水出来的氢气还得进行测试和净化,这个成本很重要,而且万一运输过程中出现问题,渗进一些东西,对燃料电池是致命的,因为铂金贵,还娇嫩,容易中毒。

“因此我在五年前就讲,燃料电池汽车应该进入实验室,对关键技术攻关,要找到一种能够替代铂金的催化剂,因为铂金太娇嫩,导致氢气的纯度要求很高。”陈全世说。因此,他并不赞成国内企业从国外进口一些氢反应堆盲目进行产业化。“100辆车已经是示范的最大的规模。”

“不怕外资股比放开,我们有实力一搏”

11月9日,据外交部消息,中美元首会晤达成多方面重要共识。中方按照自己扩大开放的时间表和路线图,将大幅度放宽金融业,包括银行业、证券基金业和保险业的市场准入,并逐步适当降低汽车关税。在2018年6月前在自贸试验区范围内开展放开专用车和新能源汽车外资股比限制试点工作。

这意味着进口汽车价格将下降,且此前报道中关于特斯拉在上海自贸区独资建厂的计划,有望落地实现。

对于外资电动车企为中国本土企业带来的潜在威胁,陈全世认为不需要太过担心。

“这是大问题,经过深思熟虑,也征求了专家的意见,我们在新能源汽车行业是有底气的,可以和外国公司一搏。”陈全世说,“在混合动力上不行,和日系两田差得很远,但是在纯电动和动力电池上,宁德新能源CATL已经是全球第二了,仅次于松下。”

而且,在动力电池的产业规模上,中国都已经是全球第一,且中国的永磁同步驱动电机也在世界上独一无二,比起日本企业来说成本也更便宜。

“日本买是买中国的永磁材料去做的,因此我们有底气才敢放开,现在我们有底气可以竞争。”

不过,陈全世指出,特斯拉是个特例,不能成为外资电动车企的代表,“特斯拉是一个另类,是一个品牌,十几年做品牌出来的。有人说我比它便宜20万,买得起特斯拉的人不在乎那20万,人肯定买特斯拉不买你这个,汽车是一个另类的消费,不是说性能好豪华品牌就好。”

因此,在他看来,外资新能源车企的股比放开,一方面表示,中国的在新能源产业上的技术和产业应用敢于和外国人竞争,同时也是在鞭策国内自主企业,要参与全球博弈。

“国内的车企要加紧步伐,不要躺在国家的保护和补贴上睡大觉,这样你会被淘汰。”陈全世说。

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李勤
李勤

邮箱qinli@tmtpost.com

评论(30

  • 钛媒体APP 钛媒体APP 2017-11-13 12:47 via weibo

    感谢各位网友细心指正,铂金和黄金价格我们确实没有进行信息更新,给大家带来困惑在此致歉,经查证,最新数据为高纯度铂金的价格约为黄金两倍,以供参考。

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  • 村上没树 村上没树 2017-11-13 10:57 via weibo

    回复@船夫安好便是春天:你文章没看完,兄弟,教授说的趋势,前提你得把氢燃料电电池的技术难点攻克了

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  • 村上没树 村上没树 2017-11-13 10:54 via weibo

    回复@淳朴的怪蜀黍:高纯度铂应该是黄金两倍不到,不过大致意思就是催化剂大贵,氢燃料电池车还得再等等

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  • 吴杨希希 吴杨希希 2017-11-13 01:38 via weibo

    清华大学教授不可能空口无凭的说出这些话,能说出来就有一定道理

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  • 村上没树 村上没树 2017-11-13 01:29 via weibo

    回复@夏日SPY:文章里教授也指出氢燃料电池车的几大技术问题

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  • yakie_深圳 yakie_深圳 2017-11-13 00:12 via weibo

    回复@淳朴的怪蜀黍:大概十几年前吧,这教授结婚的时候,现在铂比黄金还便宜。

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  • haitao深圳 haitao深圳 2017-11-12 22:04 via weibo

    【全世界产量很低且价格贵,大概是黄金的4倍/克】按这个公式,岂不是 4000倍/公斤?

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  • 起司起司起 起司起司起 2017-11-12 21:56 via weibo

    从制氢,到运输存储,再到燃料电池,已经有很多能量损失了。这种模式和传统能源没什么两样,只是介质不同罢了。当今还是研究储能装置比较好。

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  • 庄生晓梦恋胡蝶 庄生晓梦恋胡蝶 2017-11-12 20:47 via weibo

    回复@每天都要活精彩:氢跟锂一样,都是原子量最小的活泼元素,这就是它的天然化学属性。轻、活泼、能量密度小且不安全,除非推翻现代化学和现代物理基本原理,否则无解

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  • 每天都要活精彩 每天都要活精彩 2017-11-12 20:43 via weibo

    回复@庄生晓梦恋胡蝶:你用的论据是100年前的氢气事故呀,我自然用100年前的汽油事故反驳你。至于你说的氢气存储之类的难点,确实存在,就看有没有技术突破了。就像锂电池一样,相较于其他电池方案锂电池也有很多问题,但是最终还是成为了电子产品主流电池方案。我们外行看看热闹

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