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受訪對(duì)象：李想 北京佳安氫源科技股份有限公司營銷部總監(jiān)
導(dǎo)語：作為嬌貴的燃料電池系統(tǒng)，其“燃料”氫氣的品質(zhì)，很大程度上決定了燃料電池系統(tǒng)的實(shí)際性能和運(yùn)行壽命。
全新的燃料電池用氫國家標(biāo)準(zhǔn)《質(zhì)子交換膜燃料電池汽車用燃料氫氣》于2019年7月1日起開始實(shí)施，提出了燃料氫氣的概念。該標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定了質(zhì)子交換膜燃料電池汽車用燃料氫氣的術(shù)語和定義、氫氣純度、氫氣中雜質(zhì)含量要求及其分析試驗(yàn)方法等，適用于全氟磺酸類質(zhì)子交換膜燃料電池汽車用燃料氫氣的品質(zhì)要求。
這份新的國標(biāo)盡管發(fā)布一月有余，但并未引起業(yè)界的太多關(guān)注。據(jù)第一元素了解，目前全國運(yùn)營的加氫站，絕大部分氫氣的純度或雜質(zhì)含量并不能滿足燃料電池的用氫標(biāo)準(zhǔn)，尤其是雜質(zhì)含量過多，可能會(huì)給燃料電池帶來不可逆的物理性損害。
佳安氫源科技有限公司營銷部總監(jiān)李想認(rèn)為，新標(biāo)準(zhǔn)頒布之前，我國燃料電池用氫多數(shù)參照工業(yè)氫標(biāo)準(zhǔn)，但工業(yè)氫與燃料氫有本質(zhì)的區(qū)別，前者主要關(guān)注的是氫氣的純度，后者關(guān)注的是特定雜質(zhì)的含量，即便純度達(dá)到五個(gè)九（99.999%）的高純氫，如果雜質(zhì)超標(biāo)，照樣會(huì)對(duì)習(xí)慣吃細(xì)糧的燃料電池帶來重大損害。
李想表示，氫氣中即使是微量甚至痕量的雜質(zhì)，對(duì)氫燃料電池的影響也是非常嚴(yán)重的。硫化物和鹵化物在生成酸性物質(zhì)后，會(huì)對(duì)燃料電池內(nèi)部結(jié)構(gòu)產(chǎn)生腐蝕導(dǎo)致氫燃料電池不可逆的結(jié)構(gòu)損壞。硫和一氧化碳由于與催化劑鉑的親和力比氫更強(qiáng)，其占據(jù)催化劑的活性位點(diǎn)后不易移除，導(dǎo)致催化劑鉑沒有足夠的活性位點(diǎn)將氫催化分解為質(zhì)子和電子，去完成氫燃料電池后續(xù)的反應(yīng)，使氫燃料電池的輸出功率下降且難以恢復(fù)，這其中又以硫更甚。
以下是采訪實(shí)錄：
第一元素：目前，氫燃料行業(yè)發(fā)展面臨哪些問題？
李想：燃料氫主要存在三個(gè)問題。一是氫氣品質(zhì)不夠“高”：氫燃料電池對(duì)氫氣的要求非常高，“嬌貴”的氫燃料電池很容易因?yàn)闅錃庵须s質(zhì)的存在導(dǎo)致性能下降甚至報(bào)廢。而目前我國絕大部分氫氣來源于化石能源，因此氫的純度和品質(zhì)不夠高。
二是氫氣價(jià)格不夠“低”：目前我國加氫站經(jīng)營的氫氣，價(jià)格在60-120元/公斤之間，而且還需要政府補(bǔ)貼。事實(shí)上，我國有大量低成本的工業(yè)副產(chǎn)氫可以利用，這部分氫氣若通過純化，可以大幅降低燃料電池汽車用氫的成本。
工業(yè)氫的來源主要分為工業(yè)制氫和伴生富氫。工業(yè)制氫是以滿足工業(yè)生產(chǎn)用氫為目的的氫氣制造，產(chǎn)量大且成本較低。在很多工業(yè)生產(chǎn)過程中，還會(huì)產(chǎn)生存在于尾氣和廢氣中的伴生富氫，這類氫氣或被作為燃料燃燒，或被低效利用，甚至被直接排放，非常可惜。
三是氫源距離不夠“近”：目前我國氫源地與耗氫地往往存在一定距離，不能夠就地消納，導(dǎo)致氫氣的運(yùn)輸成本居高不下，若能夠在本地制氫且消納，也能夠有效降低用氫成本。
第一元素：7月1日我國實(shí)施了燃料電池用氫標(biāo)準(zhǔn)，如何看待這個(gè)標(biāo)準(zhǔn)？
李想：燃料電池用氫的標(biāo)準(zhǔn)剛剛實(shí)施，之前燃料電池用氫沒有統(tǒng)一的標(biāo)準(zhǔn)。實(shí)際上，工業(yè)氫和燃料氫存在非常大的差別。在工業(yè)用氫標(biāo)準(zhǔn)里邊，高純氫即5個(gè)9的氫是不能滿足燃料電池用氫要求的。在工業(yè)標(biāo)準(zhǔn)里，一氧化碳含量比國家標(biāo)準(zhǔn)高五倍，對(duì)燃料電池有不可逆的損壞。工業(yè)氫也沒有對(duì)硫的含量做要求，硫?qū)θ剂想姵赜绊懯欠浅４蟮模瑢?duì)催化劑鉑的毒壞作用比一氧化碳還要強(qiáng)。
第一元素：工業(yè)氫氣和燃料電池氫的具體區(qū)別有哪些？工業(yè)氫能否直接用于燃料電池？
李想：工業(yè)氫不可直接用于燃料電池，需要做提純。
工業(yè)氫和燃料電池氫最主要的區(qū)別是：工業(yè)氫主要關(guān)注的是氫氣的純度，氫的含量。燃料氫關(guān)注的是特定雜質(zhì)的含量。目前絕大多數(shù)市場上銷售的氫氣，大家關(guān)心的是超純氫還是高純氫的問題。
工業(yè)氫對(duì)硫化物沒有要求，例如氯、嗅、碘等化合物，但在燃料電池里有嚴(yán)格要求，因?yàn)槁取⑿帷⒌饣衔飼?huì)對(duì)燃料電池進(jìn)行反噬，對(duì)電池膜產(chǎn)生腐蝕，破壞其堿性反應(yīng)環(huán)境，對(duì)燃料電池膜進(jìn)行不可逆的物理損壞，甚至穿孔。
在新國標(biāo)里，氮?dú)猓瑲鍤狻⒑夂繉?duì)于工業(yè)氫影響很大，會(huì)影響其純度。然而燃料電池里邊，三個(gè)氣體為惰性氣體，對(duì)電極和燃料電池本身沒有太大影響。燃料電池沒有必要去把純度提高而把氦氣、氮?dú)狻鍤馓岬暮芗儯恍枰ＷC一氧化碳和硫的含量就可以。
第一元素網(wǎng)：目前國內(nèi)燃料電池汽車所用的氫氣，是工業(yè)氫標(biāo)準(zhǔn)嗎？
李想：目前國內(nèi)燃料電池車用氫來源分兩類。一類是水電解制氫，一般不存在雜質(zhì)問題，只要把水的純度保證好，氫的純度是可以保證的。但是電解效率很低，且占地比較大。
第二是工業(yè)制氫，高純氫在工業(yè)應(yīng)用比較多，主要應(yīng)用在電子行業(yè)，一般在電子產(chǎn)業(yè)集中區(qū)都會(huì)有相應(yīng)的提純裝置，但是一氧化碳和硫的含量是沒有辦法保障的。甲醇重整制氫會(huì)好一些，天然氣重整制氫的一氧化碳和硫含量一般會(huì)超標(biāo)。
第一元素：如何才能去掉氫氣中的硫和一氧化碳等雜質(zhì)？
李想：這需要對(duì)氫氣進(jìn)行提純，氫氣提純技術(shù)是指，將整體雜質(zhì)達(dá)到要求后再將燃料電池較為敏感的，難以脫取的雜質(zhì)進(jìn)行提純，具有專門的技術(shù)，針對(duì)雜質(zhì)情況來做相應(yīng)的方案。傳統(tǒng)的脫氫技術(shù)效率比較低，傳統(tǒng)方式提純可以做到60%-70%左右，我們的所采用的MDP技術(shù)可以達(dá)到90%以上且在國內(nèi)是獨(dú)有的。
模塊化定向除雜技術(shù)（MDP Modular Directional Purification）是根據(jù)雜質(zhì)的組成種類進(jìn)行定向分析，優(yōu)化選擇脫除材料和方法及雜質(zhì)的脫除順序，從而達(dá)到優(yōu)化脫除的目的。工業(yè)氫通過MDP純化后，可以完全滿足燃料氫品質(zhì)的要求，氫氣純度和各項(xiàng)雜質(zhì)含量符合新的燃料電池用氫標(biāo)準(zhǔn)。
第一元素網(wǎng)：這種純化技術(shù)需要付出什么樣的成本？
李想：成本跟氣體來源有關(guān)系，大體成本在2元/公斤左右。我們目前有兩種方式提純。一是在制造企業(yè)端把純度不夠的氫氣通過提純技術(shù)得到燃料氫，然后通過長管拖車運(yùn)輸?shù)郊託湔荆鼙ＷC出廠氫的質(zhì)量。二是把純化設(shè)備放在加氫站，站端設(shè)備通過提純直接儲(chǔ)存在加氫站進(jìn)行加氫。
在氫源端，要考察氫的雜質(zhì)，因?yàn)槭峭ㄟ^不同方式得到的氫。如果已經(jīng)是經(jīng)過粗加工的氫氣，例如三個(gè)九的氫已經(jīng)脫除了很多的雜質(zhì)，再經(jīng)過我們?cè)O(shè)備進(jìn)行提純，成本會(huì)比較低。如果前端沒有三個(gè)九的純化，因?yàn)檫€涉及到脫除大分子等雜質(zhì)，還有很多的工序，成本會(huì)比較高。
