氫燃料電池是能源界的「績優股」。相較於火力發電將化學能轉化為機械能、再轉化為電能，氫燃料電池直接將化學能轉化為電能，將能效從20%左右提升到50%以上。
對比普通儲能電池，氫燃料電池更像一座小型發電廠，只要保持氫能和氧氣的供應，即可產生源源不斷的電能。
理論上很完美，現實應用卻有很多問題，電堆是科研團隊繞不開的坎兒。電堆是氫燃料電池的核心，遠遠看像個「大疙瘩」，主要包括雙極板和膜電極兩部分。
傳統雙極板由石墨板或石墨與金屬組成的複合板組成，所佔空間較大，純金屬雙極板體積更小、質量更輕、更耐低溫、成本更低，但塗層材料、成型工藝等均存在國際性技術難點。
「傳統一代」已進入產業化，「新一代」猶如待墾荒原。在此之際，研究團隊毅然決然迎難而上，拓墾荒原，攻克純金屬雙極板產業應用難題。
邵志剛（右一）指導團隊成員做實驗 袁秀忠/攝
很快，研究團隊遭遇了攔路虎。如何在亞毫米級的金屬薄板上精密加工出微米級精度的流場，讓研究團隊犯了難。侯明介紹，工程技術專家或許認為衝壓非常簡單，但雙極板的衝壓對精度的要求極高，有些想法即便能設計出來，也未必能加工出來；一個模具動輒兩三百萬的成本，也讓團隊不敢貿然出手。
為攻克金屬雙極板高精密加工工藝，研究團隊反覆計算、模擬、設計、小試，並與企業開展產學研合作。通過近16年7代模具的技術迭代，最終掌握了薄層不鏽鋼金屬雙極板的高精度衝壓成型工藝。
「這項技術採用不鏽鋼雙極板，較國外使用的鈦金屬雙極板，技術難度更高，但成本大幅下降，具有廣闊的推廣前景。」邵志剛說。
膜電極有7層，中間是質子交換膜，膜兩側是催化層。從1996年起從事質子交換膜燃料電池研究，邵志剛對膜電極的結構和工作原理了如指掌。他介紹，在催化劑作用下，氫氣分解成電子和質子，電子形成電能，質子通過質子交換膜與氧離子結合生成水。質子交換膜的作用就是只允許質子通過，防止氫氣和氧氣直接碰面，而引發危險。
經過多年的探索和改良，如今，膜電極已成為邵志剛團隊的拿手好戲。同時，團隊逆向思考，將質子交換膜用在電解水制氫過程中，隔離氫氣與氧氣，獲得較高純度的氫氣。一舉兩得，同時解決了用氫和制氫兩個問題。
一步一個腳印，在方寸之大的「戰場」，團隊連續突破了高性能催化劑、增強複合膜、高性能低鉑膜電極、耐蝕薄層金屬雙極板、高比功率電堆、耐低溫系統集成及質子交換膜高效電解水制氫等核心技術，並基於這些核心技術開發出新一代氫燃料電池。該電池的比功率從最初的1千瓦每升提升到4千瓦每升，達到國際先進水平。
「研究氫燃料電池的團隊很多，但能做好的卻很少。因為氫燃料電池技術體系非常複雜，需要各個子系統同時提升，才能換來整體性能的質的飛躍。」大連化物所研究員侯明說。