首先，感谢东华大学纤维材料改性国家重点实验室的余木火教授和孙德玉老师的邀请，参与我们分论坛的会议。由于疫情管控的原因，我本人没有办法到现场与会，所以以视频的形式跟大家做报告分享。
我今天这个报告的题目，是致力于零排放未来，共创碳中和愿景，那我主要想跟大家分享一下我们材料部门对燃料电池技术这一块儿，我们近几年的材料开发工作。我的报告，主要分为以下几块内容，首先，简单介绍一下主要市场的燃料电池汽车发展状况，第二部分是我们近几年开发的几个材料，主要的性能指标，测试结果，还有和竞品的对比分析，然后给大家分享两个成功的客户案例。最后，如果有问题，我在线为大家解答。
那么驱动我们汽车市场变革，尤其是近几年新能源汽车快速增长的排放法规，以及碳中和这样一个大目标的背景的情况，我相信中汽协的各位同仁这几天也会跟大家做了详细的解读和分享。那目前我们已经处于国六和欧六的进一步实施阶段，最新的消息，是说三季度，也就是七月份的时候，欧盟会对欧七新法规的提案草案进行公布，那新的欧七的法规，最早可能于2026年甚至2025年就开始执行，相信新的欧七，对于氮氧化物，污染物和温室气体排放，会更进一步的加深及限制。
对于我们国家来说，国家能源战略已经很清楚，30年的碳达峰和60年的碳中和已经宣布，那我相信国七汽车排放标准，也是走向类似的方向。所以，新能源以及氢能，发展的潜力非常巨大。
我们先来看一下全球氢燃料电池汽车的产量、保有量，以及基础建设加氢站这块儿的布局情况。左边的两张统计的图可以看到，截止2021年年底，全球的燃料电池汽车的保有量的大概在51600辆这样的一个水平。虽然总的数量，仍然不是很多，但实际上这五万多辆车相比于2021年已经增长了一半，增加了接近50%。然后从国家分布来看的话，韩国和美国，目前仍然是占比最高的，超过62%的数量。
第二点，目前，对于fuelcell车，我们超过80%的车型，依然是乘用车，其实这也是得益于丰田的敏锐和现代的Nexus早期商业化落地的实现的一个局面。对于中国，其实我们的目标和战略其实比较清楚的，也不太一样，我们是重点将燃料电池技术布局在商用卡客车的领域，尤其是长途重卡的方向。这个统计口径显示，我们现在有8400辆燃料电池的车。换句话说，我们占据了世界上超过90%的燃料电池客车和95%的燃料电池卡车。
另外，关于加氢站这一块儿，这两年的中国，日本，韩国的政府，也是大力支持，目前全球来看，燃料氢气的加氢站，已经来到了730座，那这个相比于2020年的话，也是增长了35%，去年一年增加了近200座的加氢站。当然氢能尤其是绿氢，被视为洁净的排放的绿色能源。但是，应用在汽车工业，汽车领域，还有很多的挑战和诸多要解决的问题。
首先，氢能和燃料电池的使用的成本，依然是高昂的，对于整个产业链来说的话，还需要解决其成本经济性的问题。最终，要具备与石化能源，燃油和其他低碳能源选项相比的话，具有一定的经济性优势。那另外，在储运和运输过程中的安全可靠性，也需要技术的升级来做保障。另外燃料电池电堆技术，近几年确实是有很大的技术进步。综合的成本，电堆的成本也是下降的幅度比较大，那这也有利于整个产业的向前推动。
另外，政府对加氢站以及氢气使用标准的规范化，还有对整个行业的激励政策也是至关重要的，对整个行业的推动是能够有正向积极作用。
巴斯夫对于燃料电池方向的技术探索和材料开发，也自然离不开这些行业痛点的解决。那熟悉巴斯夫我们公司的朋友，可能会比较了解，我们化学品和高分子材料的种类和范畴其实是比较宽泛的。那今天我的报告和我的主要的内容，主要是讲特性材料部门的Ultramid，尼龙，以及Ultramid Advanced，高温PPA材料，以及PU发泡聚氨酯的几个材料品类，然后主要的目标应用的是电堆系统BUP，以及高压储氢罐对应的子系统。
另外，我们公司也有其他的部门和同事在关注膜电极，以及重整催化剂还有低电导率的冷却液，这些是我们的兄弟部门的一些产品。为了让大家有一个比较整体的清晰了解，我将燃料电池汽车的子系统和我们的主要的材料推荐方案做了一个配对和匹配，首先最关键的肯定是fuelcell电堆和四型的高压储氢罐。在电堆这一块儿，我们针对流体分配器管或者是汇流板的这一块儿，我们开发了高纯净度低离子析出的UltramidEQ材料系列，另外也有我们的T1000，6T和advancedN，9T，同样展示出的离子析出和高化学耐受性以及机械强度的材料。对于结构件，比如端板的这一块儿，我们有50玻纤以及60玻纤增强的高机械性能的规格。另外，对水气分离器和循环管路，我们开发了高耐水解，优异的耐化学耐水解性能的尼龙材料。
第二块，对于四型储氢瓶这块儿，我们过去几年的重点，在于吹塑跟注塑的材料的开发和改善。那我们目前，基于客户的项目，已经做到了非常好的氢气组合性，氢气的渗透率很低，达到1.4个渗透率单位，在零下70度的低温，柔韧性也得到了很好的平衡。另外，对于氢罐，我们对于这个罐子的外层保护以及防火，可以应用PU和ETPU的两种材料得到应用。另外，对于氢气供应系统和空气的进气系统，还有热管理，我们也是有诸多的材料，可以选用。举例来说的话，对于增湿器这个加湿部件来说的话，除了用聚醚砜去做他的网管之外，对于灌封胶，我们采用了PU和聚氨酯的一个方案。热管理这一块儿，我们可以有注塑跟挤出的排号，用于水泵管路和一些阀体接头。另外，也有激光焊接的排号，此外也有超低电导率的冷却液。在三电这一块儿，我们也有诸多的解决方案，比如说B0FR阻燃级别的，橙色的一些规格，那聚氨酯导热胶也可以应用在电池包中，电池的灌封胶以及电池包上盖。另外对于高压电机，我们有聚氨酯的NVA池方案，对于高频高压电机的一个声学降噪起到一个很好的作用。
实际上在开发质子交换膜燃料电池的工程师，肯定面临着很多材料以及部件的技术挑战。我们根据自己的理解，将这些问题点和关注点主要分为了三类，第一类就是燃料电池关键部件的长期使用过程中，它的寿命的衰竭，降解或者是污染。
另外一类就是在使用应用过程中的一些变化，比如说空气原，以及氢气原引入过程中带入的杂质和污染物。另外就是各种金属材料以及我们的高分子非金属材料，在与流体和气体长期接触的过程中迁移的离子和残留的离子，以及产生的污染物。
第三类，就是热管理的精确性和一个可靠性，包括很有效的冷却以及加热。我们后面的材料方案的一些性能的关注点和测试结果，也主要围绕着这些关注点。我们第一个介绍的材料排号或者是系列是Ultramid的EQ，低离子析出的聚酰胺材料系列。EQ系列，我们对于这个材料配方中所有的原材料的洁净度的质量要求是非常高的，那我们有特定指定的原材料，对于他的污染物的含量和它的纯净度的QC控制是很高标准。另外，对于他的热稳定系统，也是专属定制的，包括卤素含量和金属残留要控制在我们需要的PPM级别以下。那另外，在他的生产工艺过程中，以及它的包装过程中，我们也是严苛要求，以确保它的终端产品的洁净度。那这个材料，我们体现出了优异的低离子析出和高纯净度，兼具安全可靠性和质量保障。
通过右边的对比图，大家可以详细的看到EQ的这个规格A3EG7EQ对比于我们传统应用于ICE的几个规格，比如说左边的A3WG7，A3HG7，甚至我们一般所使用的A3EG7来说的话，他的卤素的残留量以及金属离子的含量都非常非常低，低于十个PPM，那其实相比于传统的这些排号的话，那这个LQ系列的材料在于卤素阴离子跟金属阳离子的总体的含量控制本身就很低。所以在使用过程中，它可以很确保对电堆这类对杂质敏感性严苛要求的部件和应用场景的适应性。
在刚刚介绍的Ultramid的EQPA6和PA66两个产品线基础上，我们想侧重性的引入另外两个规格，6T的T1000HT6和 9T的N3HG6。之所以这样去引入这两个规格，是因为我们其实是想把阳离子技术落实在长途卡客车这样的一个，尤其是重卡这样的一个应用场景。那么在长途重卡的这样的一个工况下，部件对于材料的长期耐受性，长期的性能保持率是要求更为苛刻的，那这个就体现在我们材料它的长期蠕变性能在高温下以及在长期持续工作的这种环境下的一个可靠性。另外，在冷热冲击的这么一个不同的变化情况下，它的一个性能保持率是怎么样的？那因此我们的芳香族尼龙6T跟9T的两个排号就体现出价值，那这两个排号，在我们客户项目中也得到了性能的验证。
我们有两个技术的图表来展示N3HG6PA9T30玻纤增强的这个规格，它的耐水性的表现。上面的这个表，可以看到N3HG6PA9T这个规格，在95度热水中长期水煮1000小时之后，它的机械性能是相当于保持率是恒定的，是非常高的。那这个模量的数据。然后相比之下，同样的条件，1000小时之后，尼龙6T的规格和63的玻纤的这两个规格，下降衰减的比例比较高。另外下面的图，可以看到N3同样的规格，N3HG6这个规格在乙二醇冷却液中，在比较极端高温135度浸泡三个小时之后，它的机械性能的保持是很高的，达50%以上的一个保持率。
另外顺便提的一个排号是我们用于冷却管路开发出来的挤出规格，这个材料是基于尼龙9T开发的，相比于我们目前在用的或者是常见的PA10，以及其他的常见的尼龙相比的话，因为这个规格是基于9T芳香族的PPA材料，它本身的玻璃化转变温度非常高，所以他在高达100度范围内范围内的机械性能是非常稳定。另外，9T相对于其他的材料，它的水汽的渗透率比较低，也更低，所以我们也特地开发了一个单层的挤出管路规格。
更为重要的一点就是电导率在长周期测试下它的一个影响，我们选用了T1000H77和N3HG6这两个规格，在80度的测试条件下去看1000小时之后它的电导率变化。我们测试是拿的去离子水观察24小时，48小时，72小时，648小时，1000小时之后，总碳电导率以及离子的含量的变化左边两个是这两个规格，右边第三个是PPS40玻纤的竞品，以及PA6T35玻纤的一个竞品，其实我们可以看到最右边的1000小时最终的结果T1000HT7和N3HT66两个规格的最终的电导率的控制是非常好的，影响是非常小的。最终结果在五个纳米以下，这两个结果的话是优于PPS和PA6T的竞品。
前面一页的数据，实际上是我们跟中国的一家车企对于燃料电池项目测试过程中评估的结果，这一页是我们从另外一个角度另外一个测试条件，这是和韩国的一家车企的共同的一个测试。同样的温度，不同的时间和不同的关注点，对于选出来的15种关键离子的含量的测试，我们T1000HG7最终的总的含量是四个PPM是符合客户的八个PPM的要求。竞品的PPA35玻纤的是超指标，是不合格，结果是十个PPM多一点。
另外一方面第二点就是我们的四型储氢瓶内胆材料的开发，前面也讲过，我们前期的客户项目研发的重点主要在注塑跟吹塑两种工艺用的材料开发。目前，我们跟合作伙伴在评估和开发滚塑工艺的材料。那这个表格，结合我们客户的实际技术要求和我们在开发防浸渗材料的过程中总结的经验，将主要的四个关键指标列在这里。那首先是流动性，就是MBR体现在我们材料上，然后是低温负70度的拉伸屈服的硬变，以及我们的韧性，也就是缺口冲击强度。最后最重要的也就是氢气阻隔率，氢气的渗透率。
实际上我们可以有一定的设计能力和灵活度去匹配客户的技术要求，比如说针对吹塑或者是滚塑的技术工艺形式来调整我们的流动性，最低可以达到五，最高可以达到很高流动的一个配方设计。对于氢渗的，如果客户是有很高的一个减重或者是薄壁的一个要求，我们可以把氢阻隔性做到非常高，可以达到1.4个组合单位。那如果是客户考虑到经济性，我们也可以牺牲一定的氢阻隔性，达到一个平衡。
因此基于上一页所罗列的主要的技术指标，以及所考量的经济性和性能的一个平衡，我们将目前开发出来的注塑的规格配方，以及吹塑的规格配方大体分为两类，那在这个表的上一部分，主要是追求的是高性能，比较高的氢气的阻隔性，以及它的低温的韧性。下面的这一部分，主要体现在经济性价比，那它的性能，也是达到一部分客户的要求，同时，它的总的成本控制的比较好。那右侧我们可以看到从加工成型，以及防止起泡轻循环之后的一个性能，还是能够实现我们找到的一个平衡。
另外关于氢罐这块儿的一个辅助配件，就是端部的吸能保护部件，那在这一块儿，我们有PU的硬泡方案，以及发泡的ETPU，主要体现在就是轻量化以及综合成本的一个优势，那同时，我们也有阻燃和防火涂层的经验和技术储备。此外，高压电机的降噪隔声的NBA方案越来越引起工程师的注意，那这一块儿的材料，相对来说其实还算成熟，那我们的发泡方案，主要基于聚氨酯材料，我们的自结皮一体成型的发泡，以及我们有物理发泡和水发泡，尤其是环境友好的水泡，那这种方案，它体现了一个低密度，轻量化以及一体加工成型。另外，也有开发阻燃的配方可以实现，那这些也都是有成功的应用案例的。
最后，跟大家分享一下我们的客户成功案例，其实多数fuelcell项目，我们是跟客户有保密协议的，所以也只能介绍一到两个。
第一个是跟戴姆勒梅赛德斯奔驰fuelcell合作的这个项目，我们用了A3EG7EQ去做它的一个流体分配气管，这些输送氧气，氢气以及冷却液的这些管路的部件，是用这个高纯净度低离子析出的规格，那我们50玻纤的这份CR的材料做了结构件。
另外就是Nuvera，这台四十五千瓦的fuelcell舰队系统，那我们采用了尼龙9TNHG6这个规格，做了流体气管，节温器壳体，还有隐射阀，净水器等等部件，这个主要体现了尼龙9T出色的耐水解性，以及他的稳定的机械性能，还有优异的尺寸稳定性。另外，也是可以实现机关焊接。
当然巴斯夫在新能源相关的应用方面的材料和解决方案还有很多很多，比如说充电桩，电池包以及功率电子，当然我们fuelcell也有其他的一些对应的材料，希望大家以后有机会可以更加深入的讨论。
另外，巴斯夫作为全球领先的化学公司，在主要的国家和经济体都有研发中心，也有本地的技术人员跟大家一起讨论，燃料电池的技术前沿和解决方案。
以上是我的报告部分，感谢大家的时间和耐心，我也留下了自己的联系方式和二维码，希望有机会可以深入交流，再次感谢。
（注：本文根据现场速记整理，未经演讲嘉宾审阅）
