CHEC2023|白勇：车载储氢气瓶的发展现状及预测

近日，第三届世纪氢能大会在京隆重召开。挪威技术科学院院士、浙江大学教授、博导白勇发表《车载储氢气瓶的发展现状及预测》主题演讲。

目前，我国车载储氢市场以35MPaⅢ型瓶为主，海外市场以70MPaIV型瓶为主。国内近年来在III 型储氢瓶上已经开发了35MPa、70MPa产品，产品与技术趋于成熟，其中35MPa应用最为广泛，70MPa处于推广期。而国内IV 型储氢瓶正处于研发阶段面临工艺落后、碳纤维和树脂性能差、标准缺失等问题：国外企业通过企业并购、开放合作等方式，正欲开拓国内市场。在国外，III型、IV型均实现了批量化生产，其中IV型储氢瓶已经大量用于氢能源汽车。研制成功多种型号规格的储氢瓶，其高压储氢瓶设计制造技术领先。

法国的彼欧、佛吉亚，日本丰田，韩国ILJIN，德国NPROXX，挪威Hexagon，在IV型储氢瓶的制造上已做出多种尝试和创新，不仅在材料上达到用料更少质量更轻，而且在工艺上也更为可靠。

白勇院士介绍，我国IV型储氢瓶存在“碳纤维紧缺、关键技术仍需打磨、市场验证缺位”等问题。而在技术问题上，内胆材料是IV型储氢瓶的关键，内胆材料事关储氢瓶是否会发生氢气泄露、渗透等问题。

随着时间和温度的增加，内胆材料也容易发生老化，进而起泡、开裂。IV型储氢瓶的密封技术尤为关键，考虑塑料材料非线性粘弹性特性、蠕变、松弛特性对密封的影响，塑料内胆与金属瓶口不同材料界面的密封技术；同时，IV型气瓶的塑料内胆及密封件的工作环境复杂：高低温、高压、高纯氢、循环载荷、冲击等。

基于此背景，白勇院士带领团队攻坚克难，突破储氢气瓶关键技术瓶颈。将最优化理论和计算机技术结合进行优化设计，从容器尺寸和缠绕角度两方面，使容器在满足强度要求的基础上，结构更加轻巧紧凑，减薄纤维层厚度，节省材料，降低容器质量。设计高抗氢气渗透性能的塑料内胆，优化设计全新的内胆树脂材料配方及整体成型技术，通过多种材料性能协同互补解决高压抗渗透等问题。

从核心零部件到整车开发再到示范运营最后到商业化运营，白勇院士带领团队逐步实现储氢气瓶的迭代升级。

白勇院士预测，目前，国内主流气瓶企业的IV型瓶业务均感受到了来自下游市场的需求催动，开始由实验研发进入与终端应用协同的产品开发阶段。大部分在接下来两年将联合合作企业推进IV型瓶产品的应用，到2025年前后国内Ⅳ型瓶发展有望迈入正轨。

短期来看，政策驱动下氢燃料汽车进入导入期，我国车载储氢瓶市场有望实现快速增长，2020年我国车载储氢瓶市场规模仅为2.1亿元，2025年将达到32亿元，期间CAGR高达72%。