在燃料电池的电化学酸性腐蚀环境下运行，双极板需要兼具耐蚀性和超高的导电性。
金属双极板作为双极板的一种，导电性能极佳，但大多数金属“天生”的材料特性却不耐腐蚀，最终影响寿命。为了给金属双极板“增寿”，国际顶尖企业丰田采用钛金属来制作双极板，并用于其第一代及第二代Mirai燃料电池轿车上。在燃料电池行业趋势向好的形势下，国内企业也开始效仿丰田的做法，钛金属在金属双极板领域的应用潜力被看好。
洛阳双瑞精铸钛业有限公司（下称“洛阳双瑞”）正瞄准这一机遇，运用自身在钛及钛合金材料领域深扎多年的优势，为助力燃料电池发展提供“钛”力量。
洛阳双瑞副总经理刘茵琪透露：“目前公司产品已经提供给多家厂商测试，他们对材料的化学成分、组织及力学性能、表面质量、成型性能评价良好，目前正处于产品推广阶段。”
实力雄厚，助力金属板解决痛点问题
洛阳双瑞是中国船舶集团公司第七二五研究所全资子公司，专业从事钛及钛合金材料、制品及其设备研发、制造和服务近60年，是国内外钛及钛合金板材、箔带材、铸件、焊管、钛制设备的供应商之一。
经过数十年积累，七二五所已形成从“海绵钛→合金熔炼→合金铸造→锻造→应用研究→建造工艺→设备制造”等完整的国内领先的钛产业链及研发创新能力，拥有年产3万吨高品质海绵钛生产能力，为钛金属双极板基材品质提升及赶超进口材料，提供了核心的原料、技术研发及生产装备竞争力。
图片注释：洛阳双瑞钛金属双极板用基材（0.1*420*Cmm，左上），其他产品依次是钛及钛合金板材、钛铸件、钛焊管
洛阳双瑞自身的“软硬件”实力也十分雄厚。公司现有员工700余人，40余名研究员、博士、硕士在内的高素质科研团队，中级以上各类专业技术人才150多人，配备世界先进水平的钛及钛合金电子束冷床熔炼炉、1000kg级真空铸造炉、热轧及冷轧机组等专用生产设备，研发能力和生产经验丰富。
洛阳双瑞选择入局燃料电池领域，是基于对整个大好环境的判断。在刘茵琪看来，氢能是一种绿色、高效的二次能源，虽然目前还未被大规模普及应用，但它却有着零碳排放量、不依赖化石燃料、发热值高、无毒、无污染、来源广泛等其它能源无法比拟的优势，是能源领域的未来之星。
而燃料电池是高效清洁利用氢能的最佳工具，是普及氢能利用、将氢能转化为动力的核心技术，在船舶、汽车、发电装置、应急电源等军民领域具有广泛应用前景。随着国家将氢能纳入国家能源体系，预计未来氢燃料电池作为氢能应用必不可少的装备，未来将迎来市场高速发展，对金属双极板基材需求也将大幅提升。洛阳双瑞作为金属双极板基材供应商，有望分享行业快速发展所带来的红利。
刘茵琪表示，公司将依托集团完成钛产业链、国家级研发平台及重点实验室、先进的装备，将聚焦于客户需求开展广泛合作，解决钛材料应用于金属双极板碰到的痛点及瓶颈问题，对氢燃料电池钛金属双极板基材开展系统研究，对标国际一流，提供高性能、高一致稳定性国产化基材产品。
不同技术路线探索，钛应用前景可期
目前国内燃料电池电堆分为石墨堆、复合堆、金属堆等多种技术路线。其中石墨堆、复合堆的技术成熟度较高，在商用车、船舶等对电堆体积功率密度要求不高的场景优势突出。
而金属堆具有空间小、功率密度大特点，是乘用车、飞行器等燃料电池应用首选，市场空间巨大；同时随着未来行业转型升级，商用车、船舶等领域将对电堆功率密度、空间及重量提出越来越高要求，金属堆在这些领域也会有较好的发展空间。
需注意的是，金属堆扩大市场应用的一个前提是提高寿命。现阶段，从降本角度考虑，行业内主要采用“不锈钢+涂层”的解决方案，但这仍然没有让金属堆的寿命达到预期。钛金属具有耐腐蚀、质轻等优异特性，作为燃料电池金属双极板基材优势突出，但目前成本较高。
“钛材冶炼及加工难度大，生产工艺流程复杂，导致其成本高于不锈钢基材，这是钛金属本身特性决定的。但综合燃料电池应用趋势及钛加工技术趋势来看，我认为钛材料在金属双极板应用前景仍然十分广阔。” 刘茵琪分析。
具体来看，金属双极板工作于多场耦合复杂恶劣环境，处于空气、氧气、氢气、电、酸)、湿热工作介质中，包括发生电化学腐蚀、酸腐蚀，钛具有良好的耐蚀性和低密度，有助于提高燃料电池性能、寿命及可靠性，并降低系统重量。
随着市场需求扩大及钛加工技术革新，在规模效益刺激下，钛材料价格预计会进一步降低，同时考虑钛金属密度仅为不锈钢约50%，钛金属双极板全寿命周期成本及综合效益将进一步凸显。
“未来钛材料可能与不锈钢材料都将共存应用于金属双极板细分市场，其中钛金属双极板主要针对工况恶劣、系统减重、电池寿命及可靠性要求高的场景。” 刘茵琪说。
