近日，從科技部官網獲悉，科學技術部正式發(fā)布《關于對“十四五”國家重點研發(fā)計劃“氫能技術”等18個重點專項2021年度項目申報指南征求意見的通知》（以下簡稱“《通知》”）。

　　其中，“氫能技術”方面，2021年度指南部署堅持問題導向、分步實施、重點突出的原則，擬圍繞氫能綠色制取與規(guī)模轉存體系、氫能安全存儲與快速輸配體系、氫能便捷改質與高效動力系統(tǒng)及“氫進萬家”綜合示范4個技術方向，啟動光伏/風電等波動性電源電解制氫材料和過程基礎、 低成本PEM水電解制氫電堆關鍵材料制備技術、高電解制氫加CO₂制甲醇工程技術及中試裝備開發(fā)19個指南任務。

　　以下為原文

“氫能技術”重點專項2021年度項目申報指南建議（征求意見稿）

　　國家重點研發(fā)計劃啟動實施“氫能技術”重點專項。本重點專項總體目標是：以能源革命、交通強國等重大需求為牽引，系統(tǒng)布局氫能的綠色制取、安全致密儲輸和高效利用技術，貫通基礎前瞻、共性關鍵、工程應用和評估規(guī)范環(huán)節(jié)，到2025年實現(xiàn)我國氫能技術研發(fā)水平進入國際先進行列，關鍵產業(yè)鏈技術自主可控，描繪出我國氫能產業(yè)發(fā)展技術路徑的目標愿景。

　　根據本重點專項工作部署，現(xiàn)提出2021年度項目申報指南建議。2021年度指南部署堅持問題導向、分步實施、重點突出的原則，擬圍繞氫能綠色制取與規(guī)模轉存體系、氫能安全存儲與快速輸配體系、氫能便捷改質與高效動力系統(tǒng)及“氫進萬家”綜合示范4個技術方向，啟動19個指南任務。

　　1.氫能綠色制取與規(guī)模轉存體系

　　1.1光伏/風電等波動性電源電解制氫材料和過程基礎（基礎研究類）

　　研究內容：針對光伏/風電等制氫系統(tǒng)應用所面臨的動態(tài)適應性和運行可靠性等問題，開展波動電源電解制氫材料和過程基礎研究，具體內容包括：研究復雜工況下電解制氫系統(tǒng)動/靜態(tài)響應特性與建模方法；研究復雜運行工況對電解堆性能和壽命的影響機理與提升技術，包括適應波動性輸入的電解堆材料/結構的設計和優(yōu)化；研究新能源富集地區(qū)源/網特征刻畫方法及模擬技術，研制電解堆適應性驗證平臺；研究高比例新能源電網系統(tǒng)中電解堆適應性評價和表征方法；研究適應復雜工況的電解制氫系統(tǒng)配置優(yōu)化與過程控制技術，研制適應波動性輸入的長壽命電解制氫試驗裝置。

　　考核指標：電解制氫系統(tǒng)模型動靜態(tài)誤差≤10%；研制適應波動性輸入的水電解制氫試驗裝置：水電解堆在額定電流密度1.5A/cm²、額定功率≥100kW、操作壓力≥3.5MPa、產氫純度≥99.99%條件下，5%~200%額定功率范圍內連續(xù)調節(jié)，在模擬華北、西北、東北等典型新能源富集地區(qū)電網能量平衡規(guī)律下工作5000h，水電解堆衰減率≤10μV/h；構建復雜工況下電解堆適應性驗證平臺，紋波頻率：100~2000Hz，占比1%~10%可調，電流階躍響應時間≤20ms，復現(xiàn)誤差≤1%；建立水電解制氫系統(tǒng)波動電源適應性評價體系；相關標準規(guī)范(送審稿)≥3項。

　　1.2低成本本PEM術水電解制氫電堆關鍵材料制備技術（共性關鍵技術類）

　　研究內容：針對關鍵材料制備規(guī)模小、單位成本高等制約PEM水電解制氫應用和發(fā)展的問題，開展低成本電解水制氫用關鍵材料設計與批量化制備技術研究，具體內容包括：

　　研究新型低銥（Ir）基/非Ir基催化劑的設計、合成與高一致性批量化制備工藝；研究高電導率、高強度、高穩(wěn)定性的離子交換樹脂及其增強薄膜的設計與制備技術；研究低成本大面積膜電極涂布及成型工藝；研制適于連續(xù)工業(yè)化生產的質子膜及膜電極制備裝備。

　　考核指標：低Ir催化劑：Ir載量≤0.3mg/cm²，基于膜電極測試電解電壓≥2A/cm²@1.9V@80℃，過電勢≤200mV@10mA/cm²，工作1000h后，電勢衰減≤0.5%；非Ir析氧催化劑：載量≤1.5mg/cm²條件下，膜電極電解電壓≤1.80V@500mA/cm²，過電勢≤350mV@10mA/cm²，酸性條件下10000次循環(huán)后過電勢衰減≤20mV；質子膜：樹脂交換容量(IEC)≥0.9mmol/g，厚度≤80μm、偏差≤±5%(采樣面積≥300cm²)，質子電導率≥0.1S/cm@80℃，拉伸強度≥50MPa、彈性模量≥300MPa(50%RH，25℃)，面向尺寸變化率≤5%（50%RH至100%RH），成本≤2300元/m²；質子膜制備裝備：幅寬≥600mm，產能≥10萬m²/年；膜電極制備裝備：單片活性面積≥3000cm²，產能≥10萬m²/年。

　　1.3高效大功率堿水電解槽關鍵技術開發(fā)與裝備研制（共性關鍵技術類）

　　研究內容：針對堿性電解水制氫大功率、高電流密度、低能耗的需求，研發(fā)大功率堿性水電解制氫關鍵技術與系統(tǒng)集成技術，具體內容包括：低成本、高活性、長壽命一體化大面積新型復合電極設計與批量制備技術，功率波動工況下的電極過程動力學特性；大面積、低傳質阻抗、高親水性、高耐熱性新型非石棉隔膜批量制備技術；大直徑堿性電解槽結構優(yōu)化設計與集成技術；具有寬功率波動適應性的電解水制氫成套裝備的優(yōu)化設計與集成技術，寬功率波動工況下制氫系統(tǒng)的電-熱-質均衡優(yōu)化技術。

　　考核指標：電解槽額定產氫量≥3000Nm3/h，電極小室電壓≤1.80V@電流密度5000A/m²；制氫負荷≥80%額定條件下，電解槽直流電耗≤4.3kWh/Nm3H₂，系統(tǒng)單位能耗≤4.9kWh/Nm3H₂，2000h后電解槽直流電解效率衰減≤0.1%；電解制氫裝備額定功率≥15MW，設備運行壓力可調范圍≥0.8～1.6MPa，功率可調范圍≥20～110%的額定功率。

　　1.4電解制氫加CO₂制甲醇工程技術及中試裝備開發(fā)（共性關鍵技術類）

　　研究內容：針對大規(guī)模氫氣加CO₂實現(xiàn)碳減排的產業(yè)化發(fā)展需要，研發(fā)電解制氫加CO₂制甲醇工程技術與中試裝備，具體內容包括：構筑用于CO₂高效催化劑體系；研究H₂和CO₂在催化劑表面的吸附與活化、失效規(guī)律以及中間物種的形成和變遷規(guī)律；研究粘結劑和催化劑成型方式、催化劑強度及孔結構優(yōu)化技術；開發(fā)工業(yè)化規(guī)模的換熱優(yōu)化新型反應器及工藝；開發(fā)工程化甲醇/水分離關鍵技術；開發(fā)氫氣加CO₂制甲醇成套工藝包，實現(xiàn)十萬噸級中試。

　　考核指標：催化劑運行5000h甲醇收率衰減≤5%；反應器：單塔規(guī)模≥十萬噸，CO₂單程轉化率≥15%，甲醇選擇性≥90%；有機相中甲醇含量≥99.5%；編制氫氣加CO₂制甲醇十萬噸級優(yōu)化工藝包，提交能耗、全工藝流程核算報告；建立十萬噸級中試裝置，CO₂總轉化率≥90%，甲醇總選擇性≥95%，穩(wěn)定運行時間≥3000h。

　　1.5電解制氫-用低溫低壓合成氨關鍵技術及應用（共性關鍵技術類）

　　研究內容：針對發(fā)展可再生能源與低溫低壓合成氨互補融合新路徑，開展電解制氫-溫和條件合成氨關鍵技術及應用，具體內容包括：探索近常壓氫氣和氮氣合成氨新機制，研發(fā)低溫低壓高效合成氨的催化新材料和副反應的抑制新方法，闡明N≡N鍵活化和N-H鍵形成的催化機理；研究高性能熱化學合成氨催化劑及批量制備技術；構建可再生能源電解水制氫-低溫低壓熱化學合成氨的模擬仿真平臺，開發(fā)互補融合系統(tǒng)的成套新技術；設計并建成萬噸級可再生能源制氫-低溫低壓熱化學合成氨技術的驗證裝置。

　　考核指標：近常壓合成氨催化劑：反應溫度≤200℃、反應壓力≤0.2MPa，產氨速率≥100mg.g^-1.h^-1；低溫低壓條件合成氨催化劑：反應溫度≤400℃，反應壓力≤7.0MPa、空速≥10000h^-1，NH3產率≥15%；可再生能源制氫-低溫低壓熱化學合成氨技術的驗證裝置：可再生能源制氫電解系統(tǒng)≥3MW，合成氨運行壓力≤7.0MPa、反應溫度≤400℃，氨凈值≥15%，3000h以上連續(xù)穩(wěn)定運行。

　　1.6十萬噸級可再生能源電解水制氫合成氨示范工程（應用示范類）

　　研究內容：針對我國西南地區(qū)水/光發(fā)電消納困難以及傳統(tǒng)合成氨工藝的碳減排等問題，開展十萬噸級可再生能源電解水制氫合成氨示范應用，具體內容包括：研究適應可再生能源動態(tài)特性的電解水制氫合成氨系統(tǒng)建模與優(yōu)化配置方法；研究適應柔性生產的合成氨工藝流程優(yōu)化與調控；研究適應水光互補特性的大規(guī)模電解水制氫系統(tǒng)集成與集群控制技術；研究源-網-氫-氨互動的全系統(tǒng)協(xié)同控制技術；研究計及電、氫、氨等要素的全方位安全防護與市場運營機制，形成綠氫合成氨相關標準體系。

　　考核指標：掌握可再生能源電解水制氫合成氨全工藝環(huán)節(jié)建模技術，動靜態(tài)模型誤差≤5%，開發(fā)適應柔性生產的合成氨工藝流程仿真分析軟件；建成十萬噸級電解水制氫合成氨示范工程：綠氫占比100%，合成氨產能≥10萬噸/年，產量調節(jié)范圍50%~100%；電解制氫系統(tǒng)：規(guī)模≥100MW，系統(tǒng)單位能耗≤4.8kWh/Nm3，集群系統(tǒng)調節(jié)范圍10%~100%，冷啟動時間≤30分鐘，熱啟動時間≤30秒，動態(tài)調節(jié)速率≥20%/分鐘；可再生能源消納能力≥5億kWh/年；電網調峰指令響應時間≤1s；形成技術標準(送審稿)≥5項。

　　2.氫能安全存儲與快速輸配體系

　　2.1高密度儲氫材料及其可逆吸/術放氫技術（基礎研究類）

　　研究內容：針對高密度儲氫材料的應用需求，研發(fā)具有高質量儲氫量的可逆儲氫材料、批量制備工藝以及示范儲氫系統(tǒng)，具體內容包括：高密度儲氫材料的設計和制備；高密度儲氫材料吸/放氫熱力學和動力學；高密度儲氫材料的吸/放氫速率控制；高密度儲氫材料循環(huán)性能的衰減機制和穩(wěn)定化方案；以高密度儲氫材料為工質進一步研制示范儲氫系統(tǒng)，以及釋放氫氣中雜質的種類、含量及抑制方法等。

　　考核指標：低于200℃下材料的質量儲氫密度≥9.0%wt.，可逆放氫量≥95%，吸/放氫循環(huán)壽命（50次）≥90%，儲氫壓力≤7MPa；示范儲氫系統(tǒng)的吸/放氫速率≥3.0/0.3gH₂/min，氫氣純度≥99.99%wt.，雜質氣體含量滿足燃料電池用氫氣品質GB/T37244-2018要求。

　　2.2氫氣液化裝置氫膨脹機研制（共性關鍵技術類）

　　研究內容：針對液氫規(guī)模化、致密化儲運所需的低溫液化系統(tǒng)核心裝備，開展氫膨脹機、低溫氫氣換熱器和正仲氫轉化技術研究，具體內容包括：氫液化流程及氫膨脹機組參數(shù)優(yōu)化與動態(tài)仿真技術；高效低溫氫膨脹機設計方法；低溫氫膨脹機變工況與兩相膨脹適應性；低溫氫膨脹機的密封、絕熱技術與制造工藝和可靠性；大型高效低溫氫氣換熱器設計方法與制造工藝；高效正仲氫轉化催化劑材料及轉化器設計；液氫儲罐液位在線精密測量技術；基于氫氣膨脹機的氫液化驗證裝置。

　　考核指標：研制的氫氣膨脹液化裝置液化能力≥5噸/天，液氫產品仲氫含量（體積分數(shù)）≥97%；氫膨脹機等熵膨脹效率≥80%，啟停壽命≥1000次，連續(xù)10000h免維護運行；液氫儲罐液位測量偏差≤0.5%；開發(fā)氫液化流程設計與仿真軟件，液化量預測偏差≤15%；建立國家/行業(yè)產品標準（送審稿）。

　　2.3車載復合材料儲氫氣瓶服役檢測監(jiān)測與診斷評估技術（應用示范類）

　　研究內容：針對在用車載復合材料高壓儲氫氣瓶的服役性能退化問題和運行維護需求，開展定期檢驗、檢測、監(jiān)測與安全評估技術研究，具體內容包括：復合材料層與內襯典型損傷的高精度離線掃查、在線檢測監(jiān)測及安全評估技術；復合材料高壓儲氫系統(tǒng)充裝速率監(jiān)測和氫泄漏感知等技術；復合材料儲氫瓶風險早期識別及風險演化規(guī)律；復合材料儲氫瓶壽命評價與定期檢驗方法；開發(fā)具有損傷早期識別、定量評估、應變監(jiān)測、安全狀況診斷功能的復合材料儲氫氣瓶結構健康監(jiān)測系統(tǒng)。

　　考核指標：建立車載復合材料高壓儲氫氣瓶定期檢驗、在線檢測監(jiān)測與診斷評估等新技術方法≥8項；開發(fā)定期檢驗、在線檢測監(jiān)測、充裝速率監(jiān)測、泄漏感知相關裝備≥6套；車載復合材料儲氫氣瓶離線掃查系統(tǒng)達到閉合裂紋檢測靈敏度≤0.35mm，分層/纖維斷裂面積檢測靈敏度優(yōu)于φ4mm；在線監(jiān)測系統(tǒng)達到開口裂紋檢測靈敏度≤0.5mm；壽命預測模型誤差＜15%；制修訂復合材料高壓氣瓶定期檢驗、在線檢測監(jiān)測相關國家/行業(yè)標準≥2項。

　　2.4氣氫與液氫容器及管件泄漏、燃燒與爆炸行為分析和材質要求（共性關鍵技術類）

　　研究內容：針對氫能及燃料電池產業(yè)對儲氫裝置在生產、儲運、加注和使用全鏈條過程中“耐高壓、高密封及燃爆安全”等性能的全面需求，開展氫容器及管件安全健康診斷方法、失效-泄漏-燃燒-爆炸全過程災害風險演化模型、氫能爆炸時空演化規(guī)律、安全防護裝備與應急救援研究，具體內容包括：研究氫氣泄漏行為的全鏈條表征與評價，研究高速碰撞下儲氫裝置的失效破壞模式，提出氣氫及液氫泄漏-擴散-爆炸風險全鏈條預測評估模型；研究適用于加氫站、灌裝廠等場景下氫氣燃爆發(fā)展規(guī)律與毀傷機制，揭示氫容器在典型失效條件下的爆炸判據和失效特征；提出氫容器燃燒與爆炸防護基準策略，研制系列爆炸沖擊防護材料和隔爆、抑爆材料；研究儲氫及臨氫裝置的本質安全設計方法，形成儲氫裝置的全面安全健康診斷方法和具有高燃爆防護效應的儲氫容器設計準則；研究氫能爆炸事故現(xiàn)場應急處置部署決策技術方案及實現(xiàn)方法，綜合提升氫能爆炸應急自救及消防救援能力。

　　考核指標：構建氫氣泄漏檢測及氫氣火焰識別方法，通風或惰性氣體稀釋裝置的快速聯(lián)動響應時間≤1s；建立典型公共場所車載高壓氫氣泄漏擴散預測模型，預測誤差≤15%；建立高壓氫泄漏自燃的引發(fā)機理及判據，泄漏壓力≤10MPa；揭示大尺度開敞空間氫氣云爆炸傳播特征，超壓預測模型精度≥90%；提出氫容器燃燒和爆炸的安全防護方法，設計適用于加氫站和灌裝廠的新型抗燃抗爆氫容器，泄漏爆炸不引起臨近容器殉爆，爆炸破片速度≥100m/s（動能≥900J）不發(fā)生穿透；提出儲氫裝置安全指標體系，建立儲氫裝置運行全過程健康診斷評估方法；構建加氫站及灌裝廠等典型氫能場景下燃爆風險實時應急預警系統(tǒng)，系統(tǒng)反應時間≤5min。

　　2.5搭載瓶裝氫氣燃料電池汽車轉運與集中存放技術與規(guī)范（共性關鍵技術類）

　　研究內容：基于燃料電池車輛應用中車輛停放、跨地域運輸需要，研究車輛帶氫運輸、與燃油車混合運輸過程中，在公路隧道、輪船、停車場等封閉、半封閉、開放典型場景下，集中運輸和停放技術，具體內容包括：研究輪船吊裝過程、服務區(qū)和停車廠氫燃料電池汽車停放過程的風險識別與評價技術；研究搭載瓶裝氫氣燃料電池車輛轉運與集中存放安全技術要求；研究停放/運輸氫燃料汽車，在典型密閉、半密閉、開放場景下，氫氣安全區(qū)間快速識別監(jiān)測、預警、評價技術；研究氫燃料電池汽車高風險場景安全防范技術；研究典型場景氫泄漏擴散仿真與應急救援技術。

　　考核指標：建立針對車輛帶氫運輸、存放的安全風險分析與評測方法，并完成示范應用≥5項；形成不同場景下的燃料電池汽車運輸、存放、風險評價國家/行業(yè)標準報批稿≥2項；建立疊加20至1000輛混合停車場存放或運輸?shù)脑诰€監(jiān)測系統(tǒng)1套，氫燃料電池汽車儲氫瓶在線監(jiān)測系統(tǒng)1套，覆蓋泄漏、過載、超溫等主要風險點，形成燃料電池汽車儲氫瓶在線監(jiān)測國家/行業(yè)標準報批稿≥1項。

　　2.6中低壓純氫與摻氫燃氣管道輸送及其應用關鍵技術（共性關鍵技術類）

　　研究內容：針對城鎮(zhèn)地區(qū)用氫需求，開展中低壓純氫與摻氫（5%-20%）燃氣管道輸送及其應用關鍵技術研究，具體內容包括：管材中滲氫擴散機理，管材對純氫/摻氫輸送的相容性研究，純氫/摻氫輸送架空和埋地管道連接工藝；管道中摻氫傳質輸運機理，多級減壓和調壓技術，純氫/摻氫燃氣管輸工藝，摻氫設備研發(fā)；純氫/摻氫燃氣管道和關鍵設備的安全事故特征和演化規(guī)律研究、完整性管理及應急搶修技術；氫氣分離工藝與設備研發(fā)及末端增壓技術；純氫管道輸送試驗管線；純氫/摻氫家用燃燒器、換熱器內傳熱傳質機理及結構優(yōu)化研究、形成家用燃氣灶、家用熱水器及末端增加裝置等試驗平臺。

　　考核指標：形成中低壓純氫/摻氫燃氣管輸工藝行業(yè)/國家規(guī)范或標準送審稿1~2項，研發(fā)流量隨動精準摻氫設備1套；開發(fā)純氫及摻氫燃氣管道完整性評估軟件1套；氫氣分離純度≥99.999%；建成純氫管道輸送試驗平臺：管徑≥300mm，最高壓力≤4MPa，長度≥4km，輸氫總量≥5000噸/年，氣密性試驗1.1P下泄漏率＜0.3%/h（試驗時間24h），材料滿足實際輸氫工作條件下抗氫脆等要求；進戶壓力≥2.0kPa，家用燃氫熱水器熱效率≥80%，家用燃氫灶具熱負荷≥3.0kW，燃燒煙氣中的氮氧化物含量≤0.015%；末端增壓裝置增壓至0.2MPa。

　　3.氫能便捷改質與高效動力系統(tǒng)

　　3.1跨溫區(qū)新型全氟質子膜研究（基礎研究類）

　　研究內容：針對燃料電池快速冷啟動和系統(tǒng)簡化需求，設計具有跨溫區(qū)工作能力的全氟質子聚合物結構，突破其單體合成、聚合、成膜及工程化制造技術，包括：兼具低溫質子傳導能力和高溫穩(wěn)定性的離子聚合物結構設計及多元協(xié)同質子傳導機理；全氟離子功能單體的合成及其聚合技術；寬服役溫度、長壽命全氟離子聚合物與增強體的高效復合結構，新型質子交換膜成膜工藝及其工程化制造技術；多元復合全氟質子膜在燃料電池中的應用研究。

　　考核指標：全氟質子聚合物單體純度≥99%；聚合物分子量≥25萬、交換容量（IEC）≥1.25mmol/g；玻璃化轉變溫度-12-≥130℃（在相當于60~120℃、50%RH工作條件的水合狀態(tài)下）、≥160℃（干態(tài)條件下），聚合物分子量熱分解溫度≥350℃；質子交換膜EW≤900g/mmol，工作溫度范圍-30~120℃（膜電極實際工作條件），電導率≥45S/cm²（60~120℃、50%RH）、≥5S/cm²（-30~0℃，膜電極實際工作條件），機械強度≥50MPa，干濕循環(huán)耐久性≥20000次；批量制造厚度偏差≤±1um、成品率≥99%。

　　3.2低成本長壽命堿性膜燃料電池電堆研制（基礎研究類）

　　研究內容：針對低成本基站用不間斷電源需求，突破千瓦級非鉑堿性膜燃料電池電堆、材料及其組件關鍵技術，具體內容包括：研究高活性陽極非鉑催化劑和陰極非貴金屬催化劑的制備技術；開發(fā)非貴金屬催化電極的高效傳質結構與制備技術；研究≥80℃工況下堿性燃料電池的水管理技術，實現(xiàn)堿性燃料電池電堆的高性能輸出；研究堿性條件下電解質及電極結構對CO₂的敏感性、自由基對堿性聚電解質的攻擊等關鍵問題，實現(xiàn)氫氣/空氣條件下堿性燃料電池電堆的長壽命運行。

　　考核指標：氫電極使用非鉑催化劑、氧電極使用非貴金屬催化劑，膜電極中貴金屬催化劑用量≤0.05mg/cm²、氧還原催化劑活性≥0.044A/cm²@0.9VIR-free；堿性膜電導率≥45S/cm²（25-80℃）、氧傳輸阻力≤10s/cm；堿性膜燃料電池電堆功率≥2kW、功率密度≥1W/cm²，氫氣/空氣操作壽命≥2000h（實測，性能下降≤10%）。

　　3.3電站用高效長壽命膜電極技術（共性關鍵技術類）

　　研究內容：針對固定式電站對燃料電池長壽命和高效率的應用需求，開展發(fā)電用燃料電池膜電極設計、制備及壽命關鍵技術研究，具體內容包括：膜電極關鍵材料催化劑、質子交換膜、擴散層在發(fā)電工況下的衰減規(guī)律與結構強化技術，提升膜電極壽命和抗CO能力；突破電站用膜電極催化層低極化和擴散層高傳質技術，降低催化劑用量、提升電池能量轉化效率和功率密度；突破膜電極高可靠性一次成型封裝結構及其工程化制備技術，提升膜電極產能、批量制備的一致性和可靠性。

　　考核指標：基于發(fā)電穩(wěn)態(tài)工況，膜電極在額定工作點電壓衰減率≤10%@40000h（實際測試10000h，性能衰減≤2%）；膜電極Pt載量≤0.25mg/cm²，性能≥0.80V@0.4A/cm²、≥0.70V@1.2A/cm²（空氣壓力≤150kPaabs、氫氣CO@5ppm）；基于高可靠性一次成型封裝結構，開發(fā)的膜電極在設計壽命范圍內滿足氫氣滲透要求、年產能≥30萬片，性能偏差≤20mV（1.2A/cm²工況條件，抽檢樣本≥300片）；建立涵蓋催化劑、離聚物、質子交換膜等關鍵材料的性能衰減預測模型，性能衰減預測誤差≤10%。

　　3.4住宅用質子交換膜燃料電池綜合供能系統(tǒng)集成關鍵技術（共性關鍵技術類）

　　研究內容：綜合考慮質子交換膜燃料電池（PEMFC）的產電、產熱特性以及住宅場景的電、熱能需求，開展住宅用PEMFC熱電聯(lián)供系統(tǒng)及其關鍵技術的研究，具體內容包括：研究典型住宅場景熱電用能模式與影響因素，以及燃料電池熱電動態(tài)耦合運行機制、能量協(xié)同管控技術；研究固定式住宅用燃料電池熱電聯(lián)供系統(tǒng)集成優(yōu)化及運行狀態(tài)實時監(jiān)測診斷技術；開發(fā)固定式住宅用燃料電池熱電聯(lián)供系統(tǒng)的關鍵器件及測試評價技術；開發(fā)耦合燃料電池的高效余熱回收、蓄熱及電輔熱技術；研究家用燃料電池熱電聯(lián)供系統(tǒng)接入電網技術，研發(fā)低成本的自適應并網控制器。

　　考核指標：基于管道氫燃料的PEMFC熱電聯(lián)供系統(tǒng)中PEMFC電堆功率密度≥0.8kW/L；系統(tǒng)額定功率≥1kW，峰值發(fā)電效率≥50%，熱電聯(lián)供效率≥85%；住宅熱電需求與燃料電池熱電輸出功率匹配度≥95%，功率控制響應時間≤100ms，實測壽命≥7500h，目標壽命≥40000h，具備≥5min抗200ppmCO沖擊能力，電流過載能力≥2倍@100ms，單一家用電器沖擊下電壓恢復時間≤10ms，電網控制指令響應時間≤2s，滿足家用電氣安全、電能質量等相關標準；萬套級系統(tǒng)成本≤5000元/kW。

　　3.5管式固體氧化物燃料電池發(fā)電單元及電堆關鍵技術（共性關鍵技術類）

　　研究內容：針對發(fā)電供能領域對高效、長壽命固體氧化物燃料電池的需求，開展管式固體氧化物燃料電池用電解質膜、單電池、電堆的制備工藝與工程化研究，具體內容包括：開發(fā)針對管式結構特征的致密電解質膜的制備工藝和生產裝備；研究兼具高輸出功率和高運行可靠性的管式單電池的結構及其制造方法；研究管式單電池及電堆模塊的熱、電、應力分布規(guī)律，確立管式電堆的組堆方式及熱管理策略；研究運行條件對電堆效率及運行壽命的影響規(guī)律，確立管式固體氧化物燃料電池電堆模塊組裝技術，同時確立管式電池、電堆的工程化技術。

　　考核指標：單個管式電池的空載電壓大于20V，輸出功率密度≥0.4W/cm²，最大輸出功率≥100W，穩(wěn)定運行工況下每1000h的衰減率≤5%；管式電池支撐體平直度≤2L‰，孔隙率≥25%，抗彎強度≥50MPa，外表面孔徑≤50μm；可級聯(lián)放大的電堆模塊功率≥2.0kW，初始電效率≥55%，冷熱循環(huán)電效率衰減≤0.2%/次@100次，連續(xù)運行時間≥1000h（實測），電堆預期壽命≥20000h。

　　3.6高精度電堆組裝及成套批量制造裝備技術（應用示范類）

　　研究內容：針對車用燃料電池電堆高功率密度、長壽命、高效批量化制造需求，突破國產化關鍵零部件和電堆制造、裝配、活化等關鍵技術，具體內容包括：膜電極高精度、高效率量產工藝及工程化制造裝備；金屬雙極板高精度成形、高穩(wěn)定性涂層連續(xù)化制備工藝及裝備；電堆組件的高速堆疊、高精準對位、差異化組件抓取、自動化裝配工藝及裝備；電堆快速活化技術及裝備，形成電堆及其關鍵組件的自動化、高可靠性批量生產能力。

　　考核指標：工藝研發(fā)對應的電堆產品應滿足額定功率≥120kW，支持-30℃低溫啟動，壽命≥10000h(峰值功率點電壓下降20%)；所研制裝備膜電極產能≥10萬平方米/年、批量制造合格率≥99%、批量制造過程催化劑損耗率≤5%、催化層厚度偏差≤±0.5μm；所研制裝備雙極板產能≥500萬片/年，批量制造合格率≥99%，雙極板厚度一致性偏差≤±10μm；所研制裝備電堆組件堆疊節(jié)拍≤2s/片、組件直接對齊偏差≤±0.08mm、產能≥10000臺電堆/年，電堆生產過程能力指數(shù)Cpk≥1.33，活化時間≤2h；成套工藝裝備輸出電堆樣本的功率偏差≤2%@額定電流，無故障時間≥5000h。

　　4.“氫進萬家”綜合示范

　　4.1“氫進萬家”綜合示范工程（應用示范類）

　　研究內容：針對我國氫的獲取途徑少、加注成本高、利用方式單一的現(xiàn)狀，實施“氫進萬家”綜合示范工程——選擇富氫地區(qū)，集成氫能和燃料電池創(chuàng)新鏈研發(fā)成果，包括：氫氣純化、電解水制氫、氫氣壓縮、各種儲氫以及不同類型與功率燃料電池驅動的載運工具、熱電聯(lián)供、備用電源等技術，開展集成工業(yè)副產氣純化、風電/光伏電解水等氫能制取方式，儲罐存氫、管道輸氫、槽車運氫、車輛加氫等氫能儲輸方式，車輛燃料電池驅動、社區(qū)燃料電池供能、通訊燃料電池電源等用氫方式的“制-儲-輸-用”綜合驗證示范，具體內容包括：因地制宜的綠色氫源方案及集成，中低壓純氫管網設計、敷設及對應的燃氣標準草案，城市燃氣天然氣摻氫技術、不同摻氫比例對終端設備的影響及對應的燃氣標準草案，終端用戶安裝家用燃料電池系統(tǒng)綜合供能及并網技術實證及對應的標準規(guī)范，實現(xiàn)氫能驅動的家庭冷熱電聯(lián)供及并網，純氫管道與加氫站銜接適配技術及加氫母站規(guī)范，高速公路零碳排放的氫能高速服務區(qū)集成與規(guī)范，既要有效支撐燃料電池汽車示范應用，也要探索出更廣泛的氫能戶用方案，為氫能的大規(guī)模推廣應用奠定基礎。

　　考核指標：綜合示范工程涵蓋范圍：跨城際、城鎮(zhèn)、城鄉(xiāng)，制氫能力≥20噸/天、驗證期內氫氣累計使用量≥1萬噸，中低壓純氫管網建設≥100km、部署≥15座加氫站、高速公路零碳氫能服務區(qū)≥2個，氫能社區(qū)應用覆蓋≥10萬戶、燃料電池熱電聯(lián)供裝機≥1萬戶，支撐燃料電池車輛≥3000輛的驗證運行；建成覆蓋氫能“制-儲-輸-用”綜合驗證示范的數(shù)據監(jiān)控與優(yōu)化云平臺，制訂地方/行業(yè)/國家標準規(guī)范≥20項。