高效、安全的儲氫技術，是氫能利用走向產業(yè)化的關鍵要素之一。
隨著燃料電池汽車銷量的快速增長，作為車載儲氫系統(tǒng)關鍵零部件的儲氫瓶正在釋放出巨大的市場需求。為了提高整車安全性、續(xù)航里程等，市場亦對儲氫瓶性能，如輕量化、低成本及低重容比等，提出了更加嚴苛的性能要求，因此具有低重容比的Ⅳ型瓶相較于Ⅲ型瓶更符合未來發(fā)展趨勢。
在此背景下，國內產業(yè)鏈企業(yè)在技術攻關、產品研發(fā)及產能擴建方面不斷持續(xù)加碼。5月23日，在2023世界氫能技術大會(WHTC2023)上，未勢能源最新成果——第二代70MPa-57L Ⅳ型儲氫瓶首次公開亮相，便贏得海內外業(yè)界同行、氫燃料電池整車廠商、上下游客戶的廣泛關注。
開啟商業(yè)化進程，Ⅳ型儲氫瓶迎風口
氫燃料電池汽車作為儲氫瓶的核心應用場景，隨著中央及各地推廣應用氫燃料車的政策陸續(xù)出臺，商業(yè)化進程將明顯加快，也將支撐儲氫瓶需求“猛增”，并迎來“風口”期。
據業(yè)界統(tǒng)計，2022年中國市場車載儲氫瓶需求量約為6.9萬支，同比增長127.7%;2025年可達23萬支，年復合增長率約為66%;2023可達224萬支，年復合增長率約為61%。也有相關人士預測，未來中國將成為全球最大的車載儲氫瓶市場，2020-2050年中國儲氫瓶市場規(guī)模合計有望達到3234億元。
目前Ⅲ型瓶是國內市場的主流。Ⅲ型瓶的應用是基于在設計、批量生產、使用壽命和安全等方面長期的經驗總結。此類氣瓶雖然滿足泄漏率和滲透率的規(guī)定值，但與Ⅳ型瓶相比，其疲勞次數有很大的局限性，Ⅳ型瓶在降低成本和重量方面具有更大的潛力。
但業(yè)內人士指出，當前我國Ⅳ型儲氫瓶仍存在幾個關鍵技術難點，如金屬瓶口與塑料內膽兩種不同屬性材料的密封及密封材料的選擇、碳纖維纏繞過程中如何保證內膽不變形、如何精準檢測氫氣泄漏等，使得國內Ⅳ型儲氫瓶推廣遇到難題。
但是包括未勢能源在內的企業(yè)，正不遺余力地攻破技術難關，積極推進Ⅳ型儲氫瓶的商業(yè)化應用。
降本增效，打造Ⅳ型儲氫瓶價值樞紐
從車載方面來看，氫儲能主體使用的還是氣瓶，但是氣瓶成本偏高，碳纖維是儲氫瓶制造的關鍵原材料，其成本和性能對儲氫瓶的成本和使用性能影響重大。
一句話總結，即“成本”是永恒的痛點，“降本”是持續(xù)的課題。
從Ⅲ型到Ⅳ型，如何在保障產品穩(wěn)定性、安全性的同時兼顧成本，未勢能源給出了答案。
基于客戶端不同工況環(huán)境應用需求，充分發(fā)揮儲氫領域關鍵技術自主研發(fā)優(yōu)勢，通過大量的可行性設計方案和試驗驗證，未勢能源陸續(xù)攻克了70MPa Ⅳ型儲氫瓶耐低溫性差、產品一致性低、可靠性低等多項“卡脖子”技術難題。
【Ⅳ型儲氫瓶產品效果圖】
技術自主，助力行業(yè)降本增效。未勢能源Ⅳ型儲氫瓶關鍵原材料(如碳纖維)與核心配套部件(如瓶口閥、內膽材料等)均已實現100%國產化，綜合成本降低20%，且具備輕量化、長壽命、高安全等綜合性能優(yōu)勢。
在儲氫瓶配套化產品應用，未勢能源自主研發(fā)的70MPa減壓閥、瓶閥產品在輕量化、高密封等方面實現了技術的創(chuàng)新性突破，同時成功降本40%，推動國產化氫用閥門正式進入“千元時代”。并實現了氫用閥門品類30余款全覆蓋，大大提高了國產氫用閥門產品的“自給率”。
在輕量化方面，未勢在綜合考慮纏繞層、內膽、瓶閥座等相互影響后，通過逐一降低單一零部件的重量最終實現產品的高儲氫質量密度。例如結合神經網絡優(yōu)化理論達到了輕量化纏繞層設計，減少纏繞層的用量，結合纏繞DOE以及固化仿真研究使得工藝參數達到最優(yōu)化設計，提高碳纖維的發(fā)揮強度，內膽結構優(yōu)化形狀優(yōu)化設計，保證相同輪廓下容積最大化。
目前未勢Ⅳ型儲氫瓶產品性能指標的離散系數可控制在5%以內，纏繞效率較濕法提高80%以上，固化時間縮短30%，疲勞測試壽命>50000次，質量儲氫密度達到6.1wt%，超過美國能源部(DOE)設定的2025年質量儲氫密度目標值5.5wt%，達到世界領先水平。
智能制造，國產化替代加速。近日，未勢能源Ⅳ型儲氫瓶生產線在保定工業(yè)園正式落成，并進入試生產階段，規(guī)劃產能10萬支/年。
該產線車間占地面積4000余平米，引進高端全自動化智能生產線，涵蓋內膽成型、表面處理、纖維纏繞、固化、檢驗與試驗、產品包裝等完整生產工藝流程，實現從設計開發(fā)、生產制造到品質檢驗全過程閉環(huán)管控，確保產品的一致性、可靠性與安全性。
該生產線的落成，標志著未勢能源已具備Ⅳ型儲氫瓶的規(guī)模化生產能力，在產業(yè)化發(fā)展上邁出了“里程碑”式一步。同時，該生產線還將推動未勢能源自主實現70MPa Ⅳ型儲氫瓶國產化的替代，也將推動成本進一步下降，助推高壓儲氫瓶規(guī)模化生產應用。
業(yè)內專家指出：“氫能是一個具備10萬億規(guī)模潛力的產業(yè)集群。我們經常說技術構建平臺，現在平臺有了，場景定義產品，產品也有了，該是模式創(chuàng)造價值的時候了。”
這也是未勢能源一直在做的事情。未來，未勢能源Ⅳ型儲氫產品將陸續(xù)落地，通過運營數據積累，推動儲氫技術革新，為行業(yè)降本增效的同時推動整個氫能產業(yè)的建設，促進產業(yè)的規(guī)模化與商業(yè)化發(fā)展。
