高效、安全的儲(chǔ)氫技術(shù)，是氫能利用走向產(chǎn)業(yè)化的關(guān)鍵要素之一。

隨著燃料電池汽車銷量的快速增長(zhǎng)，作為車載儲(chǔ)氫系統(tǒng)關(guān)鍵零部件的儲(chǔ)氫瓶正在釋放出巨大的市場(chǎng)需求。為了提高整車安全性、續(xù)航里程等，市場(chǎng)亦對(duì)儲(chǔ)氫瓶性能，如輕量化、低成本及低重容比等，提出了更加嚴(yán)苛的性能要求，因此具有低重容比的Ⅳ型瓶相較于Ⅲ型瓶更符合未來(lái)發(fā)展趨勢(shì)。

在此背景下，國(guó)內(nèi)產(chǎn)業(yè)鏈企業(yè)在技術(shù)攻關(guān)、產(chǎn)品研發(fā)及產(chǎn)能擴(kuò)建方面不斷持續(xù)加碼。5月23日，在2023世界氫能技術(shù)大會(huì)(WHTC2023)上，未勢(shì)能源最新成果——第二代70MPa-57L Ⅳ型儲(chǔ)氫瓶首次公開(kāi)亮相，便贏得海內(nèi)外業(yè)界同行、氫燃料電池整車廠商、上下游客戶的廣泛關(guān)注。

開(kāi)啟商業(yè)化進(jìn)程，Ⅳ型儲(chǔ)氫瓶迎風(fēng)口

氫燃料電池汽車作為儲(chǔ)氫瓶的核心應(yīng)用場(chǎng)景，隨著中央及各地推廣應(yīng)用氫燃料車的政策陸續(xù)出臺(tái)，商業(yè)化進(jìn)程將明顯加快，也將支撐儲(chǔ)氫瓶需求“猛增”，并迎來(lái)“風(fēng)口”期。

據(jù)業(yè)界統(tǒng)計(jì)，2022年中國(guó)市場(chǎng)車載儲(chǔ)氫瓶需求量約為6.9萬(wàn)支，同比增長(zhǎng)127.7%;2025年可達(dá)23萬(wàn)支，年復(fù)合增長(zhǎng)率約為66%;2023可達(dá)224萬(wàn)支，年復(fù)合增長(zhǎng)率約為61%。也有相關(guān)人士預(yù)測(cè)，未來(lái)中國(guó)將成為全球最大的車載儲(chǔ)氫瓶市場(chǎng)，2020-2050年中國(guó)儲(chǔ)氫瓶市場(chǎng)規(guī)模合計(jì)有望達(dá)到3234億元。

目前Ⅲ型瓶是國(guó)內(nèi)市場(chǎng)的主流。Ⅲ型瓶的應(yīng)用是基于在設(shè)計(jì)、批量生產(chǎn)、使用壽命和安全等方面長(zhǎng)期的經(jīng)驗(yàn)總結(jié)。此類氣瓶雖然滿足泄漏率和滲透率的規(guī)定值，但與Ⅳ型瓶相比，其疲勞次數(shù)有很大的局限性，Ⅳ型瓶在降低成本和重量方面具有更大的潛力。

但業(yè)內(nèi)人士指出，當(dāng)前我國(guó)Ⅳ型儲(chǔ)氫瓶仍存在幾個(gè)關(guān)鍵技術(shù)難點(diǎn)，如金屬瓶口與塑料內(nèi)膽兩種不同屬性材料的密封及密封材料的選擇、碳纖維纏繞過(guò)程中如何保證內(nèi)膽不變形、如何精準(zhǔn)檢測(cè)氫氣泄漏等，使得國(guó)內(nèi)Ⅳ型儲(chǔ)氫瓶推廣遇到難題。

但是包括未勢(shì)能源在內(nèi)的企業(yè)，正不遺余力地攻破技術(shù)難關(guān)，積極推進(jìn)Ⅳ型儲(chǔ)氫瓶的商業(yè)化應(yīng)用。

降本增效，打造Ⅳ型儲(chǔ)氫瓶?jī)r(jià)值樞紐

從車載方面來(lái)看，氫儲(chǔ)能主體使用的還是氣瓶，但是氣瓶成本偏高，碳纖維是儲(chǔ)氫瓶制造的關(guān)鍵原材料，其成本和性能對(duì)儲(chǔ)氫瓶的成本和使用性能影響重大。

一句話總結(jié)，即“成本”是永恒的痛點(diǎn)，“降本”是持續(xù)的課題。

從Ⅲ型到Ⅳ型，如何在保障產(chǎn)品穩(wěn)定性、安全性的同時(shí)兼顧成本，未勢(shì)能源給出了答案。

基于客戶端不同工況環(huán)境應(yīng)用需求，充分發(fā)揮儲(chǔ)氫領(lǐng)域關(guān)鍵技術(shù)自主研發(fā)優(yōu)勢(shì)，通過(guò)大量的可行性設(shè)計(jì)方案和試驗(yàn)驗(yàn)證，未勢(shì)能源陸續(xù)攻克了70MPa Ⅳ型儲(chǔ)氫瓶耐低溫性差、產(chǎn)品一致性低、可靠性低等多項(xiàng)“卡脖子”技術(shù)難題。

【Ⅳ型儲(chǔ)氫瓶產(chǎn)品效果圖】

技術(shù)自主，助力行業(yè)降本增效。未勢(shì)能源Ⅳ型儲(chǔ)氫瓶關(guān)鍵原材料(如碳纖維)與核心配套部件(如瓶口閥、內(nèi)膽材料等)均已實(shí)現(xiàn)100%國(guó)產(chǎn)化，綜合成本降低20%，且具備輕量化、長(zhǎng)壽命、高安全等綜合性能優(yōu)勢(shì)。

在儲(chǔ)氫瓶配套化產(chǎn)品應(yīng)用，未勢(shì)能源自主研發(fā)的70MPa減壓閥、瓶閥產(chǎn)品在輕量化、高密封等方面實(shí)現(xiàn)了技術(shù)的創(chuàng)新性突破，同時(shí)成功降本40%，推動(dòng)國(guó)產(chǎn)化氫用閥門(mén)正式進(jìn)入“千元時(shí)代”。并實(shí)現(xiàn)了氫用閥門(mén)品類30余款全覆蓋，大大提高了國(guó)產(chǎn)氫用閥門(mén)產(chǎn)品的“自給率”。

在輕量化方面，未勢(shì)在綜合考慮纏繞層、內(nèi)膽、瓶閥座等相互影響后，通過(guò)逐一降低單一零部件的重量最終實(shí)現(xiàn)產(chǎn)品的高儲(chǔ)氫質(zhì)量密度。例如結(jié)合神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)優(yōu)化理論達(dá)到了輕量化纏繞層設(shè)計(jì)，減少纏繞層的用量，結(jié)合纏繞DOE以及固化仿真研究使得工藝參數(shù)達(dá)到最優(yōu)化設(shè)計(jì)，提高碳纖維的發(fā)揮強(qiáng)度，內(nèi)膽結(jié)構(gòu)優(yōu)化形狀優(yōu)化設(shè)計(jì)，保證相同輪廓下容積最大化。

目前未勢(shì)Ⅳ型儲(chǔ)氫瓶產(chǎn)品性能指標(biāo)的離散系數(shù)可控制在5%以內(nèi)，纏繞效率較濕法提高80%以上，固化時(shí)間縮短30%，疲勞測(cè)試壽命>50000次，質(zhì)量?jī)?chǔ)氫密度達(dá)到6.1wt%，超過(guò)美國(guó)能源部(DOE)設(shè)定的2025年質(zhì)量?jī)?chǔ)氫密度目標(biāo)值5.5wt%，達(dá)到世界領(lǐng)先水平。

智能制造，國(guó)產(chǎn)化替代加速。近日，未勢(shì)能源Ⅳ型儲(chǔ)氫瓶生產(chǎn)線在保定工業(yè)園正式落成，并進(jìn)入試生產(chǎn)階段，規(guī)劃產(chǎn)能10萬(wàn)支/年。

該產(chǎn)線車間占地面積4000余平米，引進(jìn)高端全自動(dòng)化智能生產(chǎn)線，涵蓋內(nèi)膽成型、表面處理、纖維纏繞、固化、檢驗(yàn)與試驗(yàn)、產(chǎn)品包裝等完整生產(chǎn)工藝流程，實(shí)現(xiàn)從設(shè)計(jì)開(kāi)發(fā)、生產(chǎn)制造到品質(zhì)檢驗(yàn)全過(guò)程閉環(huán)管控，確保產(chǎn)品的一致性、可靠性與安全性。

該生產(chǎn)線的落成，標(biāo)志著未勢(shì)能源已具備Ⅳ型儲(chǔ)氫瓶的規(guī)?；a(chǎn)能力，在產(chǎn)業(yè)化發(fā)展上邁出了“里程碑”式一步。同時(shí)，該生產(chǎn)線還將推動(dòng)未勢(shì)能源自主實(shí)現(xiàn)70MPa Ⅳ型儲(chǔ)氫瓶國(guó)產(chǎn)化的替代，也將推動(dòng)成本進(jìn)一步下降，助推高壓儲(chǔ)氫瓶規(guī)?；a(chǎn)應(yīng)用。

業(yè)內(nèi)專家指出：“氫能是一個(gè)具備10萬(wàn)億規(guī)模潛力的產(chǎn)業(yè)集群。我們經(jīng)常說(shuō)技術(shù)構(gòu)建平臺(tái)，現(xiàn)在平臺(tái)有了，場(chǎng)景定義產(chǎn)品，產(chǎn)品也有了，該是模式創(chuàng)造價(jià)值的時(shí)候了。”

這也是未勢(shì)能源一直在做的事情。未來(lái)，未勢(shì)能源Ⅳ型儲(chǔ)氫產(chǎn)品將陸續(xù)落地，通過(guò)運(yùn)營(yíng)數(shù)據(jù)積累，推動(dòng)儲(chǔ)氫技術(shù)革新，為行業(yè)降本增效的同時(shí)推動(dòng)整個(gè)氫能產(chǎn)業(yè)的建設(shè)，促進(jìn)產(chǎn)業(yè)的規(guī)?；c商業(yè)化發(fā)展。