Discussion sur la réduction des coûts de la production technique de piles à combustible

CONTENU

01 Brève introduction à la tendance de développement de l'industrie de l'énergie hydrogène

02 Réduction des coûts de l'ingénierie des piles à combustible

03 Introduction à la technologie Harog

04 Direction du développement de la technologie Harog dans le domaine de l'énergie hydrogène

01 Trois étapes de développement de l'industrie de l'énergie hydrogène

La première étape : Étape de subvention politique (2020-2024) : Dans la phase de subvention, les politiques constituent le principal moteur et le processus de localisation de la chaîne industrielle continue de progresser. À la fin de la période de subvention, la production et les ventes de FCV atteindront environ 100 000 véhicules, la taille du marché atteindra des centaines de milliards et le coût des systèmes à pile à combustible sera réduit. À environ 2 yuans/W, les véhicules utilitaires sont les principaux modèles de poids lourds.

La deuxième étape : étape post-subvention (après 2025) : on s'attend à ce qu'autour de 2025, l'industrie des piles à combustible à hydrogène devienne plus orientée vers le marché, accélère le processus de remplacement dans le domaine des camions lourds et autres véhicules utilitaires et s'étende aux voitures particulières, vers 2030. L'échelle du marché des véhicules atteint un million de véhicules, l'échelle du marché atteint des milliards et le coût du système tombe en dessous de 1 yuan/W.

Phase de parité (commercialisation) : à long terme, le coût des systèmes de piles à combustible à hydrogène continuera de baisser et, outre les véhicules, des marchés d'application tels que le transport ferroviaire, les navires, le stockage d'énergie et la production d'électricité seront progressivement ouverts, entrant dans la phase de parité. La réduction des coûts du système est passée d'une approche dominée par la « localisation » à une approche « localisation + échelle ».

02 Voie de réduction des coûts pour les piles à combustible

Composition des piles à combustible et analyse des coûts

(Coût du composant principal : électrode à membrane + plaque bipolaire)

02-1 Conception d'électrodes à membrane et sélection de matériaux pour réduire les coûts

1、 Utilisation maximale des composants des électrodes à membrane (papier carbone, pem ). Lors du réglage de la zone de champ d'écoulement de la plaque bipolaire et de la zone active de l'électrode à membrane, il est nécessaire de combiner le papier carbone actuel et la largeur de la membrane échangeuse de protons pour maximiser l'utilisation. De nombreuses conceptions ne tiennent pas compte de ce facteur, ce qui entraîne un gaspillage de matériaux et une utilisation insuffisante. 80%, afin que le coût d'approvisionnement reste élevé.

Par exemple : la longueur de la zone active est de 350 mm (sur la base de la largeur du papier carbone) et la largeur est de 147 mm (sur la base de la moitié de la largeur du papier carbone ). Une telle conception en longueur et en largeur permet une utilisation à 100 % des matériaux à deux composants.

2、Localisation des matériaux (réduction des coûts de plus de 50%)

Grâce à la conception ci-dessus, qu'il s'agisse de réduire les coûts ou de raccourcir les délais, elle est d'une grande aide

02-2 Composition et analyse des coûts des plaques bipolaires

Analyse du coût des plaques bipolaires

Points essentiels :

1、 Coût modéré des matériaux

2、 Les coûts des outils et de la main-d’œuvre sont positivement corrélés

Moyens de réduire les coûts des plaques bipolaires

1. Réduisez les pertes de matériaux en modifiant le processus de découpe des matériaux pour obtenir une réduction des coûts (gain de réduction des coûts de 5 à 10 %)

2. Utilisez un équipement d'automatisation multi-têtes pour améliorer l'efficacité de la production (efficacité de la production augmentée de 2 à 6 fois)

3. Optimiser la conception du champ d'écoulement des plaques (gain de 20 à 60 % en réduction des coûts)

Réduisez les spécifications des outils d'usinage et le nombre de canaux, réduisez la fréquence de changement d'outil pour réduire les heures de travail, optimisez la conception des caractéristiques du champ d'écoulement (largeur de rainure, largeur de crête), assouplissez de manière appropriée les tolérances de taille de plaque pour réduire les coûts, améliorez la durée de vie des outils et le taux de qualification des produits pour atteindre l'objectif de réduction des coûts.

Moyens de réduire le coût des plaques bipolaires : optimiser et simplifier la conception des plaques bipolaires

1. La complexité des caractéristiques de conception affecte directement le temps de traitement. Dans le cas d'assurer les performances, essayez de les simplifier autant que possible. Si l'outil de la même spécification peut terminer le traitement, l'outil de la deuxième spécification ne sera pas ajouté. Moins il y a de rainures, plus le temps de traitement est court (la différence est de 1 à 3 fois le temps de traitement)

2. La largeur de la rainure et de la crête affecte la vitesse de traitement et le rendement. Si la rainure et la crête sont trop petites, il est facile de casser le couteau et de faire s'effondrer la crête pendant le traitement. Suggestions : largeur de rainure > 0,8 mm ;

largeur de crête > 0,5 mm

3. Les exigences de taille pertinentes sont modérément lâches (n'affecte pas la cohérence et l'effet d'utilisation)

Moyens de réduire les coûts des plaques bipolaires : améliorer l'efficacité du traitement des plaques bipolaires

  03 Introduction à la technologie Harog

Zhejiang Harog Technology Co., Ltd. a un investissement total de 500 millions de yuans. Il est situé dans le parc industriel national de fabrication verte du comté de Changxing , province du Zhejiang, avec un bâtiment d'usine standard de 30 000 mètres carrés. L'entreprise dispose d'une forte force de recherche et développement. La société a un certain nombre de projets de matériaux composites en graphite tels que le département commercial des piles à combustible, le département commercial des semi-conducteurs et du graphite photovoltaïque, le département commercial des films thermiques en graphite, etc. Il existe plus de 50 brevets d'invention et plus de 20 brevets sont déposés dans le domaine des plaques bipolaires, couvrant les matériaux d'étanchéité des micropores, les substrats en graphite, la technologie de traitement, les tests d'étanchéité à l'air et d'autres domaines. Le produit a été vérifié par de nombreux clients que les performances de l'ensemble de la pile de plaques bipolaires de la technologie Harog présentent la plus faible atténuation des performances et se classent parmi les meilleures dans plusieurs indicateurs tels que la résistance à l'éthylène glycol, la résistance au vieillissement, la résistance à la pression et la durée de vie.

   Statut commercial des plaques bipolaires 2022

Selon un rapport indépendant de l'industrie, la capacité de production et les expéditions occupent la première place dans l'industrie.

Certification d'entreprise

04 Indicateurs de base de la plaque bipolaire en graphite de troisième génération de Huarong :

04 Orientation de développement d'Harog dans l'énergie hydrogène

1.Dans le but d'assurer les performances,  développer des plaques bipolaires hautes performances et peu coûteuses ;

2. Rechercher et développer des produits à base de carbone dans d'autres domaines pour les piles à combustible ;

3. La durée de vie des plaques bipolaires utilisées pour le stockage d’énergie  dépasse 80 000 heures ;