一、中心介绍

低碳技术服务中心是天津中科先进技术研究院的重点业务部门之一，承担氢能相关方向的技术开发、资源整合、成果转化等多方面工作。该中心围绕氢能产业领域，聚焦制氢和用氢两个板块，针对行业内普遍存在的瓶颈技术问题进行关键部件开发，在用氢板块建立质子交换膜燃料电池关键部件研发和产业化，开展氢能相关方向标准制定以及相关产品的检测认证，检测技术研发和检测设备研制。在制氢板块研发低成本电解水催化剂并产业化，推动科研院所成果转化和产学研合作，充分发挥行业带头作用，建立先进的研发实验室，成立高水平研发团队，高效推动成果的产业化落地。

低碳中心的核心技术团队成员来自于知名高等院校，专业分布在催化、高分子材料、仿真模拟等方向。低碳中心主要技术人员长期从事氢能及燃料电池相关方向的研究工作，多次参与氢能领域国家重大专项，对清洁能源和低碳问题保持高度敏感，熟悉氢能生产利用的工业化过程，带领团队进行电解水制氢及燃料电池关键技术攻关和研发成果的产业转化。

二、重点工作

（1）双极板流道设计

在质子交换膜燃料电池中，反应物的传输、分布、利用都与流场结构息息相关。同时，流道结构和流场设计还决定着气体的流动状态。因此，合理设计双极板上的流道结构和流场分布是最直接有效的提高电池性能的方法。低碳部门采用Fluent模拟软件，调整超微流道比例，优化电化学效率和积水问题。保证流体分布、受力均匀以及压降要求等，实现电池层和整堆的流场高均匀性，从而提高电堆发电效率。

图 不同双极板流场示意图

（2）金属双极板涂层

针对金属双极板容易被PEMFC中的酸性环境中腐蚀的问题，团队采用非贵金属涂层材料，开发了自主知识产权的金属双极板涂层工艺，产品具有优越的耐腐蚀性和电化学稳定性，极大的提高了PEMFC的耐久性，大大降低了双极板成本。涂层工艺简单，易于自动化生产，适用于规模化放大。“金属双极板”产品荣获第24届中国国际高新技术成果交易会“优秀产品奖”。在应用方面，目前设计组装了空冷金属样堆进行验证测试，进一步装配到无人机动力系统中进行调试后试飞。

图 金属双极板取得的授权专利、优秀产品奖证书及氢燃料电池无人机

（3）电解水催化剂

析氢催化剂是电解槽的核心部件，催化剂对碱性电解槽的电耗、效率、成本和寿命有十分重要的作用。团队开发了自主知识产权工艺的复合催化剂，采用非贵金属材料，在低成本的同时具有低过电位和稳定性。“电解水析氢催化剂”产品荣获第25届中国国际高新技术成果交易会“优秀产品奖”。在应用方面，立足于中心现有的研发产品，团队与天津大学开展技术合作，共同推动高效电解水制氢系统的开发工作。

电解槽示意图及电解水催化剂优秀产品奖证书