鯤鵬志·人才說⑧｜陳宏：打造用戶買得起、用得放心的氫燃料電池

為加快人才和產業融合發展，讓尊重人才、關心人才、哺育人才、成就人才之風蔚然，大鵬新區組織人事局聯合深圳晶報社，推出“鯤鵬志·人才說”系列視頻短片，講述新區各領域人才“在大鵬，見未來”的高質量發展故事，營造新區重視人才工作的良好氛圍。

“通過降低成本并提高大規模生產氫燃料電池的效率，中國的創新者正在引領一場氫革命?！?023年2月，國際性科技期刊《Nature》以《推動氫燃料電池走向主流》為題，介紹了雄韜氫瑞的新型電堆。

“在文章發表之前，《Nature》中國區域負責人來到大鵬實地調研?！毙垌w集團副總裁、首席技術官陳宏博士表示，這是《Nature》對雄韜在引領氫能產業創新發展方面所做貢獻的肯定，必將對推動市場化產生良好的影響。

▲《Nature》介紹雄韜氫瑞電堆

在電池領域深耕近20年的陳宏，近年來帶領團隊致力于氫燃料電池領域核心技術攻堅，以全產業鏈布局，引領行業降本增效，推動著氫燃料電池走向主流。

自主創新，選擇一條難而正確的路

不出差的日子，陳宏早上一到公司，會到產線上看看生產情況，走進實驗室了解電堆性能測試進展，如遇到急需研討的技術難題，他便召集研發團隊來一場“頭腦風暴”……

▲陳宏（左二）與團隊探討測試數據問題

氫能作為綠色清潔能源，被稱為人類的終極能源，未來將有廣泛的應用，對于實現國家碳達峰、碳中和目標具有重要的意義。

而氫燃料電池是發展氫能的關鍵一環，它是把燃料中的化學能直接轉化為電能的能量轉化裝置。陳宏介紹，就交通運輸行業的應用，氫燃料電池密度高，是汽油的三倍，其動力較充足，續航里程長，低溫性能非常好，而且零碳排放，加上我國氫氣來源豐富，未來氫能汽車將成為燃油車、電動車最有潛力的替代之一。

正是瞄準氫能的發展前景，成立于1994年、深耕電池領域30年的雄韜，早在2014年便開始前瞻性布局氫燃料電池的研發。

但氫燃料電池的核心技術涉及的知識領域交叉很深，從材料到機械再到水熱管理、電化學等等。這需要企業構建一支高端人才隊伍，才能打造出擁有高性能的電堆產品。

“當時國外已開發出產品，但發展氫燃料電池有很多技術路線，我們通過全球合作投資考察之后，決定走自主研發這條路?！标惡杲榻B，為攻堅氫燃料電池核心技術，雄韜每年投入上億元，引進海外回國創業的技術團隊，于2017年組建完成自己研發和運營團隊?！澳惚仨氉灾鲃撔?，否則你會受制于人。這是一條艱難而正確的路?！?/p>

▲陳宏（右一）在產線上了解生產情況

“如果把氫燃料電池系統比作人體，電堆就是它的‘心臟’，它的技術壁壘很多?！标惡瓯硎?，第一代電堆從研發到產品設計過程，從密封、點膠、漏氣、性能等方方面面，需要突破非常多技術難關?！半姸牙镒詈诵牡哪る姌O，厚度不到一個毫米，卻有7層結構，里面非常復雜，包括催化劑、擴散層、質子交換膜及邊框等?！?/p>

這是一個從0到1的創新過程，基本沒有可以參考的先例，過程非常艱辛。設備應該怎樣設計？工序要走什么樣的技術路線？陳宏帶領研發團隊經過近三年時間的摸索，2019年底第一條電堆自動生產線投產了！這是國內第一條，也是全球第一條石墨堆全自動化產線，具備5000臺套的產能。全球石墨板排名第一的巴拉德公司總裁Randy參觀之后，都贊嘆不已?！耙驗槲覀兞⒆阌诋a業化的開發，因此要建成這樣投入巨大的產線，才能最有效地保證產品品質一致性和穩定性?！标惡瓯硎?。

▲通過大規模生產技術，雄韜氫瑞正在降低燃料電池的成本

2020年，雄韜氫能第二代石墨電堆、金屬電堆兩大產品系列完成研發，于2021年年底進行量產。

“在整個電堆研發過程中，最大難題在于電池壽命測試?！标惡杲榻B，一個裝車需求的電堆壽命測試需要2萬小時以上，即三年才能完成一個測試周期?！跋袂捌谖覀冇龅搅藲錃獠患?，測著測著，整個電堆可能就毒化了，前面測試的1000小時報廢了，只能重頭來。所以，每次團隊需要以非常多的方案同時進行?！彼硎?，經歷了非常多的失敗，這個過程讓人非常揪心。

降本增效，以技術進步“拼命奔跑”

產線建起來了，電堆產品有了，但氫燃料電池等氫能產品的市場化之路，仍然困難重重。

隨著國家綠色發展戰略的推進，氫能產業發展已經提速，但仍然面臨著加氫站等基礎設施建設不完善，氫氣和氫燃料電池成本偏高，核心零部件依賴進口等瓶頸。

▲陳宏（右一）了解電堆性能數據

近年來，陳宏帶領團隊著力于用領先的創新技術和國產化替代去驅動降本，在材料、關鍵部件、電堆及系統等全鏈核心環節技術上不斷突破，截至目前，雄韜氫能領域已公開專利共計282 件。

“一方面，我們每年在電堆體積、功率密度等核心技術性能指標提升20－30％，靠著技術進步拼命向前奔跑；一方面通過大規模生產技術讓成本以每年30％左右的幅度下降?！标惡杲榻B，今年雄韜氫瑞宣布A1系列電堆降至999元／kW，預計到2025年率先突破500元／kW的大關?！澳康脑谟诶瓌赢a業鏈降本，給行業注入信心?！?/p>

陳宏團隊還儲備了新型電堆技術——“紙電堆”?！斑@一技術靈感來源于鉛酸產業化的工藝技術?！标惡暾f，石墨堆、金屬堆都是站在別人的肩膀上，而紙電堆是一個完全創新性的材料，該紙電堆極板改善了石墨板強度與金屬板耐久方面的劣勢，具備抗彎強度高、厚度薄、壽命長、重量輕、成本低等多種優點，“這是一款劃時代的產品，目前已經到樣品制作完成階段，預計明年就要投入小批量的市場，2025年實現量產?！?/p>

▲雄韜氫瑞的紙電堆極板薄至0．3毫米，柔韌性極佳

“紙電堆采用新型碳材料，中國的碳儲量豐富，紙電堆將起到非常重要的降低成本的作用?！痹陉惡甑男哪恐?，雄韜氫瑞要做用戶買得起、用得放心的電堆?！昂唵味跃褪歉咝詢r比、高品質和高安全性。我們希望用極致產品，去贏得真實應用場景的訂單?！?/p>

“電堆成本占據整個發動機成本的60％，現在基本可以控制在1000元／kW以內，未來可以降至300元／kW，那么一輛乘用車發動機的成本在5萬元左右，這跟燃油發動機相比基本相當?！贝送?，陳宏帶領團隊嘗試使用各種技術路徑持續降低系統氫耗。通過提升電堆工作點性能，自主開發引射器、分水器、控制器等核心零部件，優化控制策略等手段，系統效率累計提升10％，平均氫耗降低30％；以31噸重卡為例，行業平均水平為百公里10－12kg氫氣，使用A1石墨堆的氫雄燃料電池發動機后，氫耗可降低到每百公里8－9kg?！皩τ谝惠v31噸的重卡，氫氣使用成本約為3元／公里，也和燃油車經濟性相當?！?/p>

綠色發展成為全球共識，國家正從政策扶持層面解決氫氣來源、成本和使用便利性等問題。近5年來，國內氫燃料企業如春筍般爆發式增長，帶動了整個產業鏈技術進步和成本降低?！靶垌w氫燃料電池的零部件產品基本都國產化了，而紙電堆是百分百自主創新?！标惡瓯硎?，“這需要時間，也需要市場規模的量上來，燃料電池車的使用成本，將逐漸接近直至低于電動車及燃油車?！?/p>

目前雄韜氫燃料電池發動機已經裝車超過450輛，實現在公交車、物流車、環衛車、重卡等多種車型以及工程機械上的應用?？偫锍坛^2000萬公里，總減碳排量達3000萬公斤，這相當于種了20萬多棵樹。

“今年我們將批量推廣600臺級，2024年將大批量運營車1000臺級?！标惡杲榻B，雄韜氫能已完成制氫、膜電極、燃料電池電堆、燃料電池發動機系統、整車運營等產業鏈關鍵環節布局。

創新融合，推出四大組合體系

先后深度參與和推動鉛酸電池、鋰電池、氫燃料電池、鈉電池等開發與應用，陳宏在雄韜經歷過不止一次“從0開始”的挑戰。

2007年，他被集團委以重任，帶著不到十個人的技術骨干，前往越南籌建工廠。這是雄韜海外基地的第一站，他和團隊以深圳拓荒牛的精神，僅用5個月時間的“深圳速度”開始投產。如今，越南雄韜已成為年產量12－13億左右的海外重要生產基地?！霸谠侥先甓?，從建廠到管理，我得到很多礪練，完成從研發思維到運營思維的轉變?！?/p>

2010年底回國后，陳宏作為公司董秘參與公司上市的籌備工作。2014年12月3日，雄韜股份正式登陸深圳證券交易所中小板，成為大鵬新區首家上市企業?！澳且豢坍斎缓荛_心，但我們已開始謀劃如何布局氫燃料電池了?！?/p>

▲陳宏了解產線的生產情況

每當找到解決關鍵問題的突破性思路時，是陳宏最開心的時候?！白罱覀冇辛艘粋€創新思維的突破，將推出組合應用、組合技術、組合產品、產品降維等四個創新體系?！边@是陳宏對近20年研發、運營工作積累的總結，他希望這個融合創新的體系，能在迎接新一輪新能源發展浪潮時彰顯雄韜實力。

“這個靈感來自氫鈉儲能一體化項目，目前我們正申請國家項目支持?！标惡暾J為，每一種材料或產品，都有各自優點和缺點，“如果進行組合創新，不就1＋1＞2嗎，未來可能鈉電跟鋰電，或者說鉛酸跟氫能，都可以組合出很多創新應用場景?！?/p>

“研發、制造電池，對我來說，就是一種熱愛，因為它永遠有未知領域，讓你有不斷去探索的動力。除了燃料電池，我們還在學習鈉電池，目前已完成產品研發?！笨缭剿拇箅姵仡I域的研發和運營，陳宏最常跟別人分享的一句話：不念過往，不懼未來?！霸诳偨Y過去經驗的基礎上，因為你有很多迭代的創新，未來又有何所畏懼呢？”

深圳市正大力發展新能源儲能、新材料等戰略性新興產業，聚焦先進制造業，培育發展壯大“20＋8”產業集群，出臺一系列相關的產業幫扶政策?！拔覀儼炎詈诵牡碾姸蜒邪l放在大鵬，是因為深圳市、大鵬新區都很支持我們這樣的高新技術企業，在科研經費、鵬程計劃人才政策等方面都給了非常大的支持?！?/p>

▲位于大鵬的雄韜科技園

“目前我們正申請在大鵬雄韜科技園建設加氫站，燃料電池也計劃應用到大鵬的環衛車?！标惡赀€記得剛來大鵬看到大海時的興奮，以及對未來的期盼。近年來大鵬的變化日新月異，在綠色大鵬，他帶領團隊立志要研制出性價比最高的氫燃料電池，“我們的終極目標就是做用戶買得起、用得放心的優質產品，全力以赴為高質量發展貢獻綠色動力，也讓世界看到中國科技創新的力量?！?/p>