紙電堆，作為一款極具前瞻性的創(chuàng)新產(chǎn)品，究竟優(yōu)勢體現(xiàn)在哪些方面？應(yīng)用前景如何？在2024高工氫電年會上，雄韜股份旗下雄韜氫瑞研發(fā)副總監(jiān)謝博士對此做了詳細(xì)闡述。
“經(jīng)過多年研發(fā)迭代，我們最新一代紙電堆相較上一代性能有大幅提升，在比功率、壽命、成本等方面表現(xiàn)優(yōu)異。同時紙電堆的突出特點在于重量輕，結(jié)合深圳低空經(jīng)濟(jì)的產(chǎn)業(yè)基礎(chǔ)及發(fā)展趨勢，考慮往這個方向拓展紙電堆應(yīng)用。”謝博士表示，在無人機領(lǐng)域推廣包括小功率的特殊應(yīng)用、中等功率的物流及跟蹤，以及eVTOL、19座/30座電動航空的大功率應(yīng)用場景。
在實際應(yīng)用中，什么樣的電堆才符合要求？分場景來看，目前國內(nèi)主推的幾個應(yīng)用場景，包括重卡、船舶、軌道交通、長時發(fā)電等，都對電堆效率、功率、壽命提出了比較高的要求。此外，近兩年比較火的低空應(yīng)用場景，從小功率的無人機，到中功率的物流及追蹤，再到大功率的氫能航空、載人航空，其實也對效率及壽命提出了更高的要求。
但目前行業(yè)內(nèi)的電堆技術(shù)水平距離實際應(yīng)用需要的性能要求，還有一定差距。如耐久性方面，目前除了石墨電堆能達(dá)到2萬h，而實際需求需要達(dá)到3萬h甚至更高的耐久指標(biāo)。
在此形勢下，雄韜股份前瞻性開發(fā)出新型紙電堆技術(shù)。該款電堆的紙極板技術(shù)既結(jié)合了石墨板長壽命、低成本的特點，也結(jié)合了金屬板體積小、重量輕的特點。
紙極板采用全球首創(chuàng)碳纖維一體成型技術(shù)，可以做到高強度，可以將厚度做薄，媲美于金屬板的厚度下實現(xiàn)精細(xì)流道的成形結(jié)構(gòu)；材料是基于碳纖維材料，得益于石墨天然的化學(xué)穩(wěn)定性，可以保證長壽命；生產(chǎn)周期比模壓板/金屬板稍微慢一點，但相較雕刻板很有優(yōu)勢。
整體來看，紙極板具有強度高、厚度薄、成本低、壽命長的優(yōu)點?；诩垬O板技術(shù)，雄韜新發(fā)布的紙電堆相比上一代性能上有大幅提升，體積功率密度5.0kW/L，質(zhì)量功率密度5.7kW/kg，額定功率是150kW，低溫自啟動-30℃，長壽命30000h。
作為一款前瞻開發(fā)的創(chuàng)新產(chǎn)品，紙電堆用于哪些場景更能發(fā)揮自身優(yōu)勢？“我們認(rèn)為紙電堆的突出特點在于重量輕，考慮結(jié)合近年來深圳乃至全國低空經(jīng)濟(jì)的火熱發(fā)展態(tài)勢，結(jié)合深圳低空經(jīng)濟(jì)的產(chǎn)業(yè)基礎(chǔ)，往這個方向拓展紙電堆的應(yīng)用。”謝博士說。
雄韜紙電堆解決方案是“多種路線并舉，全功率場景覆蓋”。中低小功率紙電堆可應(yīng)用于無人機的特殊應(yīng)用、物流及跟蹤，大功率應(yīng)用于eVTOL、19座及30座大型載人固定翼等。
謝博士還介紹，為了滿足應(yīng)用場景的需求，雄韜紙電堆性能在持續(xù)提升過程中。下圖中，紅色線是2024年紙電堆樣品的指標(biāo)，藍(lán)色線是2023年的指標(biāo)，橙色是明年提升的路徑。
雄韜氫瑞是雄韜股份全資子公司，成立于2020年。除了紙電堆外，雄韜氫瑞依托公司強大的研發(fā)平臺，早已開發(fā)出極具市場競爭力的石墨板電堆、金屬板電堆，產(chǎn)品額定功率覆蓋5kW-200kW。其中自主研發(fā)的石墨板電堆功率密度達(dá)到4.5kW/L，壽命突破3萬小時；金屬板電堆亦表現(xiàn)出色，功率密度達(dá)到5.7 kW/L。公司產(chǎn)品主要應(yīng)用領(lǐng)域為新能源汽車、通信基站、叉車、數(shù)據(jù)中心、分布式電源和不間斷電源等。
（來源高工氫電）
