近日，第三屆世紀氫能大會在京隆重召開。挪威技術(shù)科學(xué)院院士、浙江大學(xué)教授、博導(dǎo)白勇發(fā)表《車載儲氫氣瓶的發(fā)展現(xiàn)狀及預(yù)測》主題演講。

目前，我國車載儲氫市場以35MPaⅢ型瓶為主，海外市場以70MPaIV型瓶為主。國內(nèi)近年來在III 型儲氫瓶上已經(jīng)開發(fā)了35MPa、70MPa產(chǎn)品，產(chǎn)品與技術(shù)趨于成熟，其中35MPa應(yīng)用最為廣泛，70MPa處于推廣期。而國內(nèi)IV 型儲氫瓶正處于研發(fā)階段面臨工藝落后、碳纖維和樹脂性能差、標準缺失等問題：國外企業(yè)通過企業(yè)并購、開放合作等方式，正欲開拓國內(nèi)市場。在國外，III型、IV型均實現(xiàn)了批量化生產(chǎn)，其中IV型儲氫瓶已經(jīng)大量用于氫能源汽車。研制成功多種型號規(guī)格的儲氫瓶，其高壓儲氫瓶設(shè)計制造技術(shù)領(lǐng)先。

法國的彼歐、佛吉亞，日本豐田，韓國ILJIN，德國NPROXX，挪威Hexagon，在IV型儲氫瓶的制造上已做出多種嘗試和創(chuàng)新，不僅在材料上達到用料更少質(zhì)量更輕，而且在工藝上也更為可靠。

白勇院士介紹，我國IV型儲氫瓶存在“碳纖維緊缺、關(guān)鍵技術(shù)仍需打磨、市場驗證缺位”等問題。而在技術(shù)問題上，內(nèi)膽材料是IV型儲氫瓶的關(guān)鍵，內(nèi)膽材料事關(guān)儲氫瓶是否會發(fā)生氫氣泄露、滲透等問題。

隨著時間和溫度的增加，內(nèi)膽材料也容易發(fā)生老化，進而起泡、開裂。IV型儲氫瓶的密封技術(shù)尤為關(guān)鍵，考慮塑料材料非線性粘彈性特性、蠕變、松弛特性對密封的影響，塑料內(nèi)膽與金屬瓶口不同材料界面的密封技術(shù)；同時，IV型氣瓶的塑料內(nèi)膽及密封件的工作環(huán)境復(fù)雜：高低溫、高壓、高純氫、循環(huán)載荷、沖擊等。

基于此背景，白勇院士帶領(lǐng)團隊攻堅克難，突破儲氫氣瓶關(guān)鍵技術(shù)瓶頸。將最優(yōu)化理論和計算機技術(shù)結(jié)合進行優(yōu)化設(shè)計，從容器尺寸和纏繞角度兩方面，使容器在滿足強度要求的基礎(chǔ)上，結(jié)構(gòu)更加輕巧緊湊，減薄纖維層厚度，節(jié)省材料，降低容器質(zhì)量。設(shè)計高抗氫氣滲透性能的塑料內(nèi)膽，優(yōu)化設(shè)計全新的內(nèi)膽樹脂材料配方及整體成型技術(shù)，通過多種材料性能協(xié)同互補解決高壓抗?jié)B透等問題。

從核心零部件到整車開發(fā)再到示范運營最后到商業(yè)化運營，白勇院士帶領(lǐng)團隊逐步實現(xiàn)儲氫氣瓶的迭代升級。

白勇院士預(yù)測，目前，國內(nèi)主流氣瓶企業(yè)的IV型瓶業(yè)務(wù)均感受到了來自下游市場的需求催動，開始由實驗研發(fā)進入與終端應(yīng)用協(xié)同的產(chǎn)品開發(fā)階段。大部分在接下來兩年將聯(lián)合合作企業(yè)推進IV型瓶產(chǎn)品的應(yīng)用，到2025年前后國內(nèi)Ⅳ型瓶發(fā)展有望邁入正軌。

短期來看，政策驅(qū)動下氫燃料汽車進入導(dǎo)入期，我國車載儲氫瓶市場有望實現(xiàn)快速增長，2020年我國車載儲氫瓶市場規(guī)模僅為2.1億元，2025年將達到32億元，期間CAGR高達72%。