Fu Yu, die al meer dan 20 jaar werkzaam is in de sector van waterstofbrandstofcelvoertuigen, ervaart de laatste tijd het gevoel dat "hard werken loont".

"Enerzijds zullen brandstofcelvoertuigen een demonstratie- en promotieperiode van vier jaar doormaken, en zal de industriële ontwikkeling een 'vensterperiode' ingaan. Anderzijds is waterstofenergie in het in april gepubliceerde ontwerp van de energiewet voor het eerst opgenomen in het energiesysteem van ons land, terwijl waterstofenergie voorheen werd beheerd als 'gevaarlijke chemicaliën'", zei hij enthousiast in een recent telefonisch interview met een verslaggever van het Chinese persbureau.

De afgelopen twintig jaar heeft Fu Yu onderzoek en ontwikkeling verricht aan het Dalian Institute of Chemical Physics van de Chinese Academie van Wetenschappen, het National Engineering Research Center voor nieuwe energiebronnen zoals brandstofcellen en waterstoftechnologie. Hij studeerde onder begeleiding van Yi Baolian, een expert op het gebied van brandstofcellen en academicus van de Chinese Academie van Ingenieurswetenschappen. Later trad hij in dienst bij een gerenommeerd bedrijf waar hij samenwerkte met teams in Noord-Amerika, Europa, Japan en Zuid-Korea, "om te ontdekken waar de kloof tussen ons en de wereldtop ligt, maar ook om onze eigen mogelijkheden te leren kennen". Eind 2018 vond hij dat de tijd rijp was om samen met gelijkgestemde partners het wetenschaps- en technologiebedrijf Ji'an Hydrogen Energy op te richten.

Nieuwe energievoertuigen worden hoofdzakelijk in twee categorieën verdeeld: voertuigen met lithiumbatterijen en voertuigen met waterstofbrandstofcellen. De eerste categorie is al enigszins ingeburgerd, maar in de praktijk zijn problemen zoals een beperkte actieradius, lange laadtijden, een te kleine batterijcapaciteit en een slechte milieuvriendelijkheid nog niet goed opgelost.

Fu Yu en anderen zijn er stellig van overtuigd dat voertuigen met waterstofbrandstofcellen, met dezelfde milieuvriendelijkheid, de tekortkomingen van voertuigen met lithiumbatterijen kunnen compenseren en daarmee de "ultieme oplossing" voor de aandrijving van auto's vormen.

"Over het algemeen duurt het opladen van een volledig elektrische auto meer dan een half uur, maar dat van een waterstofauto slechts drie tot vijf minuten." Hij gaf een voorbeeld. De industrialisatie van waterstofauto's loopt echter ver achter op die van lithiumbatterijvoertuigen, waarvan de productie beperkt wordt door de batterijen – met name door de accupakketten.

“De elektrische reactor is de plek waar de elektrochemische reactie plaatsvindt en is de kerncomponent van het brandstofcel-energiesysteem. De essentie ervan is vergelijkbaar met de ‘motor’, die ook wel het ‘hart’ van de auto genoemd kan worden.” Fu Yu zei dat vanwege de hoge technische drempels slechts een paar grote autofabrikanten en de onderzoeksteams van relevante wetenschappelijke onderzoeksinstellingen wereldwijd over de professionele technische ontwerpcapaciteiten voor elektrische reactoren beschikken. De toeleveringsketen van de binnenlandse waterstofbrandstofcelindustrie is relatief schaars en de mate van lokalisatie is relatief laag, met name voor de belangrijke bipolaire plaat, wat een “moeilijkheid” in het proces en een “pijnpunt” in de toepassing vormt.

Er wordt gemeld dat bipolaire platen van grafiet en bipolaire platen van metaal wereldwijd voornamelijk worden gebruikt. De eerstgenoemde heeft een sterke corrosiebestendigheid, goede geleidbaarheid en thermische geleidbaarheid en neemt in de beginfase van de industrialisatie een groot marktaandeel in. Deze technologie kent echter ook enkele nadelen, zoals een slechte luchtdichtheid, hoge materiaalkosten en een complexe verwerkingstechnologie. De bipolaire plaat van metaal heeft als voordelen een laag gewicht, een klein volume, een hoge sterkte, lage kosten en een vereenvoudigde productieprocedure, waardoor deze technologie zeer gewild is bij autofabrikanten in binnen- en buitenland.

Om deze reden heeft Fu Yu zijn team jarenlang onderzoek laten doen en begin mei uiteindelijk de eerste generatie brandstofcelproducten met metalen bipolaire platen op de markt gebracht, die hij zelf had ontwikkeld. Het product maakt gebruik van de vierde generatie ultra-corrosiebestendige en geleidende coatingtechnologie van niet-edele metalen van Changzhou Yimai, een strategische partner, en de uiterst nauwkeurige fiberlaserlastechnologie van Shenzhen Zhongwei. Hiermee is het probleem van de levensduur, dat de industrie al jaren teistert, opgelost. Volgens testgegevens bereikt een enkele reactor een vermogen van 70-120 kW, wat momenteel toonaangevend is op de markt; de specifieke vermogensdichtheid is vergelijkbaar met die van Toyota, een bekend automerk.

Het testproduct bleek op cruciale momenten besmet te zijn met het nieuwe coronavirus, wat Fu Yu grote zorgen baarde. "Alle drie de oorspronkelijke testers zaten in quarantaine en konden andere R&D-medewerkers alleen via videogesprekken op afstand begeleiden bij de bediening van de testopstelling. Het was een zware tijd." Hij voegde eraan toe dat de testresultaten gelukkig beter waren dan verwacht en dat iedereen erg enthousiast was.

Fu Yu onthulde dat ze van plan zijn om dit jaar een verbeterde versie van de reactor te lanceren, waarbij het vermogen per reactor zal worden verhoogd tot meer dan 130 kilowatt. Nadat ze het doel van "de beste kernreactor van China" hebben bereikt, willen ze de hoogste niveaus ter wereld bereiken, onder andere door het vermogen per reactor te verhogen tot meer dan 160 kilowatt, de kosten verder te verlagen, een "Chinees hart" te creëren met superieure technologie en de binnenlandse waterstofbrandstofcelvoertuigen een impuls te geven.

Volgens gegevens van de Chinese automobielindustrieorganisatie werden er in 2019 in China 2833 brandstofcelvoertuigen geproduceerd en 2737 verkocht, een stijging van respectievelijk 85,5% en 79,2% ten opzichte van het voorgaande jaar. Er rijden al meer dan 6000 waterstofbrandstofcelvoertuigen rond in China, waarmee de doelstelling van "5000 brandstofcelvoertuigen in 2020" in de technische routekaart voor energiebesparende en nieuwe energievoertuigen is behaald.

Momenteel worden waterstofbrandstofcelvoertuigen in China vooral gebruikt in bussen, zware vrachtwagens, speciale voertuigen en andere sectoren. Fu Yu is van mening dat door de hoge eisen die de logistiek en het transport stellen aan actieradius en laadvermogen, de nadelen van lithiumbatterijvoertuigen steeds duidelijker zullen worden en dat waterstofbrandstofcelvoertuigen dit marktsegment zullen veroveren. Met de geleidelijke ontwikkeling en schaalvergroting van brandstofcelproducten zullen ze in de toekomst ook op grote schaal in personenauto's worden toegepast.

Fu Yu merkte ook op dat het meest recente ontwerp van het Chinese plan voor de demonstratie en promotie van brandstofcelvoertuigen duidelijk aangeeft dat de Chinese brandstofcelvoertuigindustrie moet worden gestimuleerd tot een duurzame, gezonde, wetenschappelijke en ordelijke ontwikkeling. Dit motiveert hem en het ondernemersteam nog meer en geeft hen meer vertrouwen.