燃料電池是繼水力發電、熱能發電和原子能發電的第四種發電技術，其潔凈、高效、無污染特點越來越引起關注。尤其氫燃料電池，因其零污染與高效率的特質，目前正廣泛應用于公共交通、商用車輛、船舶等多種應用場景。但受制于成本、基建等問題，相關產業鏈尚未“大展拳腳”。
7月8日，2024世界燃料電池大會（2024 World Fuel Cell Conference）在寧波拉開帷幕。全球氫能及燃料電池領域的50余位頂尖專家、相關領域學者與產業界代表近400人齊聚一堂，圍繞氫能高效利用、燃料電池領域關鍵問題與產業前沿，深入交流探討，助力全球氫能與燃料電池研發與應用發展。
據悉，世界燃料電池大會是由國際氫能協會主辦的多學科交叉會議，旨在為該領域專家學者提供一個高端平臺，提煉燃料電池和氫能源的國際戰略和發展路線圖，并與各國政府基金機構、政策制定機構與頭部企業合作，共同推動全球燃料電池與氫能源領域的產學研協同發展。
現場，廈門大學孫世剛院士、東京工業大學教授Shuichiro Hirai等國際氫能及燃料電池領域著名專家帶來了精彩的學術報告。
催化器是燃料電池的關鍵技術。“質子交換膜燃料電池（PEMFC）能直接且高效地將化學能轉化為電能，鉑基材料仍是PEMFC運行中不可替代的催化劑。然而，鉑金屬的稀缺性及其高昂的價格限制了PEMFC的商業化和廣泛應用。”孫世剛院士在題為“質子交換-膜燃料電池催化劑的結構設計與性能增強”的報告中指出，此外，PEMFC陰極的氧還原反應動力學極其緩慢，這也是阻礙PEMFC快速發展的主要挑戰之一（現有PEMFC中所用鉑的90%都裝載在陰極）。
針對這些問題，孫世剛院士帶領的研究團隊基于對結構-性能關系的深入理解，設計并研究了具有高活性和穩定性的鉑基催化劑，包括高指數面納米晶體催化劑和鉑合金納米催化劑，并探索了高活性非貴金屬催化劑的可能性。
優異的燃料電池催化劑層需要具備低氧傳輸阻力、高質子和電子電導率以及高電化學表面積。Shuichiro Hirai教授在報告中指出，催化劑墨水的分散性能夠調控催化劑層的多孔結構，進而影響聚合物電解質燃料電池的高功率密度運行。為此，研究團隊利用激光散射粒度分布分析儀、掃描電子顯微鏡和衰減全反射紅外光譜等一系列先進技術，深入研究了催化劑墨水的分散機制。通過研究，他們總結出針對不同催化劑層的最優水/乙醇比例、離子聚合物/碳比例以及干燥速度，從而優化了催化劑層的性能。
隨后，孫世剛院士與參會專家日本九州大學教授Ito Kohei，香港科技大學教授邵敏華，美國范德比爾特大學教授Piran R Kidambi圍繞“重大關鍵突破以引領氫能：材料和方法”開展了圓桌論壇，清華大學教授張劍波主持了本場論壇。
針對現場來自學術界及企業界的參會人員提出的“對于氫能的未來發展，什么方向更具有前景，更值得探索”及“實現氫能的大規模應用，還有哪些值得科研工作者繼續探索的”等問題，孫世剛院士表示要加強跨領域，跨學科合作，結合各學科優勢，共同推進氫能領域進步。Piran教授表示要加強基礎研究，以底層技術引導前沿發展。Ito教授表示現今人工智能（AI）發展很快，且已經在各領域包括氫能大放異彩，但是要正確使用AI技術，發展健康氫能技術。
未來2天，與會院士、專家學者還將聚焦氫能、燃料電池以及交叉學科的最新研究進展帶來60余篇精彩報告。
新能源產業風起云涌的當下，燃料電池技術距離大規模應用究竟有多遠？
大會共同主席、加拿大滑鐵盧大學李獻國院士接受采訪時表示，相比鋰電池和固態電池，燃料電池在原理上更像發動機，是一個能量轉化裝置，能量密度高、續航強，在很多場景應用上有先天優勢，“目前最大瓶頸還在于加氫站等基礎設施建設，而這有賴于燃料電池本身的技術革新和成本下降。”
在李獻國看來，燃料電池和鋰電池等是相輔相成的技術，各有優勢和短板。“作為一個新技術，被市場接受需要周期，燃料電池技術真正被大規模使用有可能要到本世紀中葉。”為此他認為，地方政府和行業應保有更大耐心，先把關鍵技術研發和基礎設施建設做好。
中國科學院大連化物所邵志剛研究員對東道主寧波的燃料電池產業發展前景看好。“港口是燃料電池技術理想的應用場景，叉車、船舶、物流車輛等都可嘗試與燃料電池結合。寧波有潛力在相關領域新材料、新結構、新工藝上率先取得技術突破。”
寧波是全球第一大港，更是世界知名的制造之城，早在2016年，該市就牽手國家電投等單位布局氫能電池。作為本次會議承辦方之一，中國科學院寧波材料所積極發力燃料電池技術，目前已建成氫能與儲能材料技術實驗室，開展綠色制氫、可持續安全儲能技術、氫能化工與脫碳技術、燃料電池技術相關研究，并成功落地千瓦級海水電解堆，大功率SOEC電解堆、燃料電池膜電極關鍵材料、電動車電堆、長續航無人機電堆等。
7月8日，2024世界燃料電池大會（2024 World Fuel Cell Conference）在寧波拉開帷幕。全球氫能及燃料電池領域的50余位頂尖專家、相關領域學者與產業界代表近400人齊聚一堂，圍繞氫能高效利用、燃料電池領域關鍵問題與產業前沿，深入交流探討，助力全球氫能與燃料電池研發與應用發展。
據悉，世界燃料電池大會是由國際氫能協會主辦的多學科交叉會議，旨在為該領域專家學者提供一個高端平臺，提煉燃料電池和氫能源的國際戰略和發展路線圖，并與各國政府基金機構、政策制定機構與頭部企業合作，共同推動全球燃料電池與氫能源領域的產學研協同發展。
現場，廈門大學孫世剛院士、東京工業大學教授Shuichiro Hirai等國際氫能及燃料電池領域著名專家帶來了精彩的學術報告。
催化器是燃料電池的關鍵技術。“質子交換膜燃料電池（PEMFC）能直接且高效地將化學能轉化為電能，鉑基材料仍是PEMFC運行中不可替代的催化劑。然而，鉑金屬的稀缺性及其高昂的價格限制了PEMFC的商業化和廣泛應用。”孫世剛院士在題為“質子交換-膜燃料電池催化劑的結構設計與性能增強”的報告中指出，此外，PEMFC陰極的氧還原反應動力學極其緩慢，這也是阻礙PEMFC快速發展的主要挑戰之一（現有PEMFC中所用鉑的90%都裝載在陰極）。
針對這些問題，孫世剛院士帶領的研究團隊基于對結構-性能關系的深入理解，設計并研究了具有高活性和穩定性的鉑基催化劑，包括高指數面納米晶體催化劑和鉑合金納米催化劑，并探索了高活性非貴金屬催化劑的可能性。
優異的燃料電池催化劑層需要具備低氧傳輸阻力、高質子和電子電導率以及高電化學表面積。Shuichiro Hirai教授在報告中指出，催化劑墨水的分散性能夠調控催化劑層的多孔結構，進而影響聚合物電解質燃料電池的高功率密度運行。為此，研究團隊利用激光散射粒度分布分析儀、掃描電子顯微鏡和衰減全反射紅外光譜等一系列先進技術，深入研究了催化劑墨水的分散機制。通過研究，他們總結出針對不同催化劑層的最優水/乙醇比例、離子聚合物/碳比例以及干燥速度，從而優化了催化劑層的性能。
隨后，孫世剛院士與參會專家日本九州大學教授Ito Kohei，香港科技大學教授邵敏華，美國范德比爾特大學教授Piran R Kidambi圍繞“重大關鍵突破以引領氫能：材料和方法”開展了圓桌論壇，清華大學教授張劍波主持了本場論壇。
針對現場來自學術界及企業界的參會人員提出的“對于氫能的未來發展，什么方向更具有前景，更值得探索”及“實現氫能的大規模應用，還有哪些值得科研工作者繼續探索的”等問題，孫世剛院士表示要加強跨領域，跨學科合作，結合各學科優勢，共同推進氫能領域進步。Piran教授表示要加強基礎研究，以底層技術引導前沿發展。Ito教授表示現今人工智能（AI）發展很快，且已經在各領域包括氫能大放異彩，但是要正確使用AI技術，發展健康氫能技術。
未來2天，與會院士、專家學者還將聚焦氫能、燃料電池以及交叉學科的最新研究進展帶來60余篇精彩報告。
新能源產業風起云涌的當下，燃料電池技術距離大規模應用究竟有多遠？
大會共同主席、加拿大滑鐵盧大學李獻國院士接受采訪時表示，相比鋰電池和固態電池，燃料電池在原理上更像發動機，是一個能量轉化裝置，能量密度高、續航強，在很多場景應用上有先天優勢，“目前最大瓶頸還在于加氫站等基礎設施建設，而這有賴于燃料電池本身的技術革新和成本下降。”
在李獻國看來，燃料電池和鋰電池等是相輔相成的技術，各有優勢和短板。“作為一個新技術，被市場接受需要周期，燃料電池技術真正被大規模使用有可能要到本世紀中葉。”為此他認為，地方政府和行業應保有更大耐心，先把關鍵技術研發和基礎設施建設做好。
中國科學院大連化物所邵志剛研究員對東道主寧波的燃料電池產業發展前景看好。“港口是燃料電池技術理想的應用場景，叉車、船舶、物流車輛等都可嘗試與燃料電池結合。寧波有潛力在相關領域新材料、新結構、新工藝上率先取得技術突破。”
寧波是全球第一大港，更是世界知名的制造之城，早在2016年，該市就牽手國家電投等單位布局氫能電池。作為本次會議承辦方之一，中國科學院寧波材料所積極發力燃料電池技術，目前已建成氫能與儲能材料技術實驗室，開展綠色制氫、可持續安全儲能技術、氫能化工與脫碳技術、燃料電池技術相關研究，并成功落地千瓦級海水電解堆，大功率SOEC電解堆、燃料電池膜電極關鍵材料、電動車電堆、長續航無人機電堆等。
