德国镍合金助力高温燃料电池商业化

德国蒂森克虏伯不锈钢公司（thyssenkrupp stainless ag）旗下的高性能材料部门蒂森克虏伯vdm，正与亚琛研究联合中心（forschungszentrum jülich）紧密合作，共同推动固体氧化物燃料电池（sofc）技术的商业化进程。作为未来清洁能源的关键技术，sofc不仅能高效产生电力，还能提供热能，其核心优势在于能够直接使用柴油、汽油或甲醇等传统燃料，无需复杂的预处理即可转化为富氢气体。

与常见的聚合物燃料电池不同，sofc的工作温度高达900摄氏度，这对关键结构材料提出了极高要求。蒂森克虏伯vdm研发的crofer 22 apu铁素体铬钢，正是为应对这一极端环境而生的核心材料。该材料在“zeus ii”国家资助研究项目中，由蒂森克虏伯与亚琛研究中心联合优化，并得到了宝马、利勃海尔等德国工业巨头的参与支持。

这种材料主要用于燃料电池堆中的“互连板”，起到连接单个电池单元的作用。crofer 22 apu不仅具备优异的导电性、耐腐蚀性和机械稳定性，其热膨胀系数还能与电池中的陶瓷材料完美匹配，有效避免了因热胀冷缩导致的机械应力损伤。此外，相较于其他同类材料，该合金成本更低且易于加工，显著降低了燃料电池系统的整体制造成本。

随着技术的成熟，市场对高性能互连板的需求呈爆发式增长。据蒂森克虏伯vdm销售经理frank scheide透露，该材料的年需求量已从zui初的百公斤级跃升至吨级，短短两年内需求翻了数倍。除了互连板，蒂森克虏伯生产的高温镍合金还广泛应用于sofc的换热器、重整器和双极板等关键部件。

目前，这种作为辅助动力单元（apu）的燃料电池技术正从实验室走向实际应用，涵盖建筑供暖、小型热电联产站以及汽车、船舶甚至潜艇的移动电源领域。宝马公司已在测试将其作为车辆独立于发动机的车载电源系统。对于中国新能源从业者而言，德国在关键耐高温材料领域的产学研深度协同模式，以及通过材料创新降低系统成本的策略，为中国突破燃料电池核心材料瓶颈提供了极具价值的借鉴路径。