日本氫能和燃料電池技術(shù)開發(fā)戰(zhàn)略

9月18日，日本政府出臺(tái)了《氫能與燃料電池技術(shù)開發(fā)戰(zhàn)略》，確定了燃料電池、氫能供應(yīng)鏈、電解水產(chǎn)氫3大技術(shù)領(lǐng)域10個(gè)重點(diǎn)研發(fā)項(xiàng)目的優(yōu)先研發(fā)事項(xiàng)。從2017年12月，日本制定《氫能基本戰(zhàn)略》從戰(zhàn)略層面設(shè)定了氫能的中長(zhǎng)期發(fā)展目標(biāo)；到2019年3月，日本更新《氫能與燃料電池戰(zhàn)略路線圖》提出到2030年的技術(shù)性能、成本目標(biāo)；再到此次出臺(tái)的技術(shù)開發(fā)戰(zhàn)略，日本從戰(zhàn)略到戰(zhàn)術(shù)再到具體項(xiàng)目執(zhí)行層面穩(wěn)步推進(jìn)氫能和燃料電池的技術(shù)發(fā)展與應(yīng)用。技術(shù)開發(fā)戰(zhàn)略具體內(nèi)容如下：

一、燃料電池技術(shù)領(lǐng)域
1、車用燃料電池
開發(fā)低鉑含量催化劑，非鉑催化劑；高質(zhì)子導(dǎo)電性、低氣體滲透性和高耐久性的電解質(zhì)膜開發(fā)；開發(fā)低電阻率、高孔隙率的氣體擴(kuò)散層，提高氣體擴(kuò)散性；低成本、高耐久性隔膜開發(fā)；開發(fā)能夠在低溫環(huán)境中保持性能的催化劑、載體、電解質(zhì)膜等；開發(fā)能夠在環(huán)境下運(yùn)行的燃料電池及其組件。
2、固定式燃料電池
開發(fā)發(fā)電效率超過65%的燃料電池堆和系統(tǒng)；提高電池堆的耐久時(shí)間（13萬小時(shí)以上）和縮短啟動(dòng)時(shí)間；提高電池系統(tǒng)燃料的利用率；開發(fā)適應(yīng)多樣化燃料（如沼氣）的電池堆；燃料電池構(gòu)成部件連續(xù)制造工藝的技術(shù)開發(fā)；燃料電池能源管理系統(tǒng)的開發(fā)；燃料電池系統(tǒng)加速老化試驗(yàn)和模型的建立。
3、輔助設(shè)備（如儲(chǔ)氫罐）
減少移動(dòng)式氫氣存儲(chǔ)罐中碳纖維的使用數(shù)量，提高容器制造工藝效率；與燃料電池系統(tǒng)有關(guān)的輔助設(shè)備的系統(tǒng)優(yōu)化和低成本開發(fā)技術(shù)；除汽車以外的燃料電池應(yīng)用技術(shù)開發(fā)。
二、氫能供應(yīng)鏈技術(shù)領(lǐng)域
1、大規(guī)模制氫
提升利用褐煤氣化產(chǎn)氫效率，以降低成本；水電解產(chǎn)氫裝置的放大技術(shù)。
2、氫氣存儲(chǔ)運(yùn)輸技術(shù)
提高氫液化的效率；低溫氫氣壓縮機(jī)的開發(fā)；用于氫能發(fā)電的氫冷升壓泵的開發(fā)；裝載臂的大型化、低成本技術(shù)開發(fā)；開發(fā)與氫氣海上輸送及陸地存儲(chǔ)適應(yīng)的絕熱系統(tǒng)；在低溫情況下的材料開發(fā)及評(píng)價(jià)技術(shù)；提高氫化/脫氫催化劑性能并降低甲苯含量；利用廢熱實(shí)現(xiàn)低成本、低碳化的制氫工藝。
3、氫能發(fā)電
開發(fā)與環(huán)境性（低氮氧化物）和氫燃燒特性相對(duì)應(yīng)的、實(shí)現(xiàn)高效率發(fā)電的燃燒器；利用來自發(fā)電設(shè)施的廢熱，提高從諸如氨之類的氫載體進(jìn)行脫氫反應(yīng)的效率并降低成本。
4、加氫站
通過遠(yuǎn)程監(jiān)控對(duì)加氫站運(yùn)行進(jìn)行無人化管理；獲取通用金屬材料的儲(chǔ)氫特性數(shù)據(jù)；開發(fā)延長(zhǎng)蓄壓器壽命和新的檢查方法；進(jìn)一步提高軟管和密封材料的耐用性；開發(fā)新的填充協(xié)議（緩和氫供給溫度等）；基于通用數(shù)據(jù)的分析結(jié)果，將加氫站各設(shè)備的規(guī)格和控制方法標(biāo)準(zhǔn)化；高效率、低成本壓縮機(jī)研究；液態(tài)氫氣壓縮泵的開發(fā)；容量大且重量輕的容器開發(fā)；容量大、耐久度強(qiáng)的儲(chǔ)氫材料開發(fā)和生產(chǎn)技術(shù)的確立。
三、電解水產(chǎn)氫技術(shù)領(lǐng)域
1、電解水產(chǎn)氫技術(shù)
（1）質(zhì)子交換膜電解水裝置。提高電流密度（A/cm2）；降低能源消耗量（kWh/Nm3）；降低設(shè)備成本（日元/kW）；降低維護(hù)成本（日元/（Nm3/h）/年）；降低劣化率（%/1000小時(shí)）；降低催化劑的金屬使用量（mg/W）；提高負(fù)荷變動(dòng)時(shí)的電極耐久性（固體氧化物電解單元）。
（2）堿性固體陰離子交換膜電解水裝置。闡明電解質(zhì)材料和催化劑材料劣化機(jī)理并提高耐久性；提高電池堆效率和耐久性。
（3）固體氧化物燃料電池。提高單元電池堆棧的耐久性；低成本電池堆棧開發(fā)技術(shù)。
（4）通用的水電解技術(shù)。水電解反應(yīng)分析及性能評(píng)價(jià)等基礎(chǔ)技術(shù)的開發(fā)；包括水電解裝置在內(nèi)的系統(tǒng)優(yōu)化；提高甲烷化裝置的效率，降低成本和提高耐用性。
2、產(chǎn)業(yè)應(yīng)用
對(duì)無二氧化碳排放的氫氣燃料作為替代能源的經(jīng)濟(jì)合理性開展探討；探索煉鋼過程中氫利用潛力；挖掘在現(xiàn)有管道中注入和利用氫氣的潛力。
3、新型光解水產(chǎn)氫技術(shù)開發(fā)
高效率的水電解；人工光合作用、用于提升氫氣純化精度的高性能氫氣分離滲透膜研發(fā)；創(chuàng) 新的高效率氫液化機(jī)開發(fā)；長(zhǎng)壽命液氫存儲(chǔ)材料開發(fā)；低成本高效的創(chuàng)新能源載體開發(fā)；小型、高效率、高可靠性、低成本燃料電池的革新技術(shù)開發(fā)；利用氫和二氧化碳合成化學(xué)品方法開發(fā)。