鉅大LARGE | 點擊量：350次 | 2023年03月14日
攻下金屬板燃料動力電池產(chǎn)業(yè)化重要"城池"
傅云峰（右一）和團(tuán)隊討論問題。受訪者供圖
近日，上海驥翀氫能科技有限公司（以下簡稱驥翀氫能）成功研發(fā)COMPASS-S系列燃料動力電池備用電源。在驥翀氫能的金屬雙極板制造車間，一卷卷金屬板經(jīng)激光焊接、涂層、密封，變成了一塊塊有規(guī)律排列著或直或曲紋路的金屬雙極板。
驥翀氫能聯(lián)合創(chuàng)始人傅云峰告訴《我國科學(xué)報》：這些紋路形成了金屬雙極板兩板三腔結(jié)構(gòu)。這種結(jié)構(gòu)是金屬雙極板的通道，為氫氣、氧氣和冷卻液供應(yīng)進(jìn)出、分配和發(fā)生化學(xué)反應(yīng)的場所，是燃料動力電池電堆運行的基本結(jié)構(gòu)單元。
中科創(chuàng)星是驥翀氫能天使輪的投資方之一。我們之所以選擇驥翀氫能，重要看中其團(tuán)隊、技術(shù)和賽道。中科創(chuàng)星創(chuàng)始合伙人米磊近日在接受《我國科學(xué)報》采訪時說。
機(jī)會的種子遇到合適的土壤
符合Exic IIB T4 Gc防爆標(biāo)準(zhǔn)
充電溫度：0~45℃
-放電溫度：-40~+55℃
-40℃最大放電倍率：1C
-40℃ 0.5放電容量保持率≥70%
1999年，傅云峰考入清華大學(xué)攻讀碩士，其間接觸到鋰電池和燃料動力電池。隨著知識的積累，他發(fā)現(xiàn)動力鋰電池有著巨大應(yīng)用前景，是全球眾多化學(xué)家的研究重點。
電池材料體系的研究深奧又迷人，尤其是20世紀(jì)90年代，鋰電材料和燃料動力電池材料的研究突破，為電池商業(yè)化奠定了基礎(chǔ)，我覺得這是工程師們的機(jī)會。就這樣，傅云峰在心中埋下了一顆機(jī)會的種子。
相比鋰電池，傅云峰認(rèn)為燃料動力電池更前沿，前景更廣闊。從清華大學(xué)畢業(yè)后，傅云峰拿著燃料動力電池產(chǎn)業(yè)化項目申報書回到家鄉(xiāng)湖北，卻因項目太過前沿而受到冷遇。
隨后，傅云峰一路北上，最終加入我國燃料動力電池的搖籃我國科學(xué)院大連化學(xué)物理研究所（以下簡稱大化所）的產(chǎn)業(yè)化平臺。傅云峰心中的種子終于遇到了合適的土壤，破土而出。
別人能做到，我們也能做到
2002年，傅云峰剛剛加入大化所產(chǎn)業(yè)化平臺時，石墨雙極板技術(shù)路線是行業(yè)主流。他隨即投入到了柔性石墨雙極板的技術(shù)開發(fā)中。
在國內(nèi)相關(guān)設(shè)計和工藝空白、外部資料信息封鎖的情況下，傅云峰和團(tuán)隊歷時5年，采用原創(chuàng)工藝技術(shù)完成了柔性石墨雙極板的小批量生產(chǎn)，成功實現(xiàn)50千瓦電堆模塊上車運行，并且參和了2008年北京奧運會燃料動力電池汽車的示范運營。
參和研發(fā)的技術(shù)能夠應(yīng)用于世界矚目的盛會，對剛?cè)胄械母翟品鍋碚f是極大的鼓舞。但他并沒有因此而停止前進(jìn)的步伐，因為國內(nèi)剛剛起步的燃料動力電池產(chǎn)業(yè)還有很多真空地帶等待探索。其中，金屬雙極板成型就是困擾行業(yè)的一大問題。
傅云峰告訴《我國科學(xué)報》，和石墨板路線相比，金屬雙極板更符合車用燃料動力電池電堆技術(shù)的主流方向。但當(dāng)時國內(nèi)金屬雙極板都是蝕刻成型，難以滿足批量化生產(chǎn)的環(huán)保性和一致性需求，在重量方面也體現(xiàn)不出金屬板的優(yōu)勢，只能停留在實驗室階段。
這一問題成為阻礙金屬板燃料動力電池產(chǎn)業(yè)化的一塊大石頭。在完全空白的情況下，傅云峰認(rèn)為毫無頭緒地埋頭苦干不是辦法，應(yīng)該首先了解先進(jìn)相關(guān)經(jīng)驗。
2005年，大化所有一次去日本調(diào)研的機(jī)會，傅云峰主動申請前往。在參觀中，一塊兩個板、三個腔（兩板三腔）的金屬板引起了他的注意，不同于國內(nèi)的蝕刻，這塊金屬板是以沖壓方式成型的。
兩個板子怎么沖壓形成了三個腔呢？從日本回來后，這個問題一直困擾著傅云峰。
傅云峰和團(tuán)隊在實驗中發(fā)現(xiàn)，沖壓成型時，為保證陰陽極板相互支撐和流體流動，陰陽極流場可交叉設(shè)計，形成陰陽極流場，而陰陽極板重合時凹陷部位相對、突起部位相對，通過黏結(jié)或者焊接，就可形成冷卻腔的密封。但問題也隨之而來，冷卻腔進(jìn)出口因凹陷部位相對而封閉。
為解決這一難題，團(tuán)隊成員不斷討論、實驗、測試，卻仍無進(jìn)展。傅云峰提議跳出已有方法的圈子，回歸結(jié)構(gòu)本身。在這一思路下，團(tuán)隊最終利用雙極板兩板特性，提出了解決方法，于2007年在國內(nèi)率先攻克薄型金屬雙極板兩板三腔結(jié)構(gòu)難題并申請相關(guān)專利。
2007年以前，兩板三腔結(jié)構(gòu)是阻礙國內(nèi)金屬雙極板燃料動力電池從實驗室走向產(chǎn)業(yè)化的一大難題，也是大部分研究燃料動力電池團(tuán)隊希望解決卻遲遲未能突破的難題。傅云峰帶領(lǐng)團(tuán)隊用兩年時間，在國內(nèi)率先攻克薄型金屬雙極板兩板三腔結(jié)構(gòu)，為金屬雙極板燃料動力電池的產(chǎn)業(yè)化攻下一城。
傅云峰解釋到，雙極板是燃料動力電池電堆中的骨架，和膜電極層疊裝配成電堆，直接影響電堆的體積、輸出功率和壽命。因此，金屬雙極板兩板三腔結(jié)構(gòu)難題是金屬板燃料動力電池產(chǎn)業(yè)化道路中的重要城池，它的解決為燃料動力電池從實驗室走向市場掃除了一個基本障礙。直到現(xiàn)在，市面上的沖壓成型金屬雙極板所沿用的還是這種兩板三腔結(jié)構(gòu)方法。
這次經(jīng)歷對傅云峰來說非常重要，讓他對我國燃料動力電池的產(chǎn)業(yè)化更加有信心：別人能做到，我們也能做到。
用有限的條件創(chuàng)造事業(yè)
近幾年，氫能已成為新能源領(lǐng)域的一大熱詞。
隨著政策加持、資本入場，我國燃料動力電池產(chǎn)業(yè)化的進(jìn)程不斷加快。這讓傅云峰切身感受到，投身多年的事業(yè)終于迎來了曙光。他像20年前相同，毫不猶豫抓住這個機(jī)會，再次加入我國燃料動力電池產(chǎn)業(yè)化的大潮。
2018年十二月，傅云峰作為聯(lián)合創(chuàng)始人，參和創(chuàng)立了驥翀氫能?；貞泟?chuàng)業(yè)初期，傅云峰最大的感受是艱苦，因為一切都是從頭開始，條件非常有限，場地、測試臺非常簡陋，人員也不充足。
就是在這樣的有限條件下，傅云峰參和并部分主持了MH170金屬雙極板燃料動力電池電堆的研發(fā)工作，將兩板三腔結(jié)構(gòu)應(yīng)用于其中。
2019年四月，驥翀氫能完成天使輪融資，投資方為中科創(chuàng)星和重塑科技。
米磊告訴《我國科學(xué)報》，他們之所以投資驥翀氫能，重要有以下幾個理由。從團(tuán)隊來看，驥翀氫能的創(chuàng)始人及核心團(tuán)隊均來自大化所，從業(yè)相關(guān)經(jīng)驗和經(jīng)歷都具有稀缺性；從技術(shù)來看，電堆相當(dāng)于燃料動力電池的心臟，驥翀氫能具有相對成熟的電堆產(chǎn)品，實現(xiàn)了氫能源燃料領(lǐng)域的關(guān)鍵性突破；從賽道來看，以驥翀氫能為代表的自主創(chuàng)新型我國氫能公司的出現(xiàn)，有助于提升我國新能源產(chǎn)業(yè)發(fā)展，以應(yīng)對國際競爭。
2020年，MH170燃料動力電池電堆問世，刷新了當(dāng)時國內(nèi)外金屬雙極板電堆功率和功率密度的紀(jì)錄。傅云峰20多年前埋藏在心中的種子終于開花結(jié)果了。
此后，MH170不斷突破，如今單堆額定功率已達(dá)到160千瓦，裸堆體積比功率密度4.7千瓦/升,可實現(xiàn)零下40攝氏度低溫存儲和無輔助啟動，兼具長壽命和低成本優(yōu)勢，在行業(yè)中具有明顯的競爭優(yōu)勢。
傅云峰向《我國科學(xué)報》透露，他正在研究一種比兩板三腔結(jié)構(gòu)更先進(jìn)的金屬雙極板結(jié)構(gòu)方法，不久之后將實現(xiàn)在MH290電堆產(chǎn)品中的應(yīng)用。
