从“烧氢”到“造氢”:丰田自研电解槽
发布日期:2026/4/3
丰田汽车在东京举行的氢能与燃料电池展上正式宣布,计划于2029财年(2029年4月至2030年3月)开始量产5MW质子交换膜(PEM)电解槽。
一场持续三十余年的技术长征
鲜为人知的是,丰田对氢能源的探索早在1992年便已开启。彼时,全球汽车工业尚沉浸在燃油车的黄金时代,电动车也仅仅是实验室里的零星尝试,而丰田已将目光投向了“终极清洁能源”——氢气。
1996年,丰田推出了第一款燃料电池概念车FCHV-1。这款基于RAV4改装的车辆搭载了10kW的质子交换膜燃料电池,采用金属储氢装置,续航里程达到250公里。虽然以今天的标准看数据平平,但它拉开了丰田氢能汽车产品序列的序幕。
此后数年,丰田以惊人的速度迭代技术。1997年的FCHV-2改用甲醇重整燃料电池,续航翻倍至500公里;2001年更是丰田的“燃料电池大年”——FCHV-3、FCHV-4、FCHV-5三款车型相继问世,其中FCHV-4首次采用高压储氢技术,成为首款获准在日本公共道路测试的燃料电池混动车辆。同年,丰田还推出了燃料电池大巴FCHV-BUS1,将氢能应用从乘用车延伸至商用车领域。
从2002年到2010年,丰田持续打磨技术。FCHV-adv于2008年推出,搭载70MPa高压储氢罐,续航里程达到830公里,性能已接近传统燃油车。这一时期,丰田的专利申请量在2007年前后达到峰值,在电堆催化剂、质子交换膜、双极板、控制系统等核心领域构筑起全球领先的专利壁垒。
从实验室驶向大众市场
2014年,丰田迎来了氢能征程的里程碑时刻——全球首款量产氢燃料电池轿车Mirai正式发布。“Mirai”在日语中意为“未来”,这个名字承载了丰田对氢能社会的全部期许。
初代Mirai的输出功率密度达到3.0kW/L,较上一代FCHV-adv提升两倍以上,续航约502公里,补能仅需3分钟。2020年底,第二代Mirai基于TNGA GA-L后驱平台打造,续航进一步提升至647公里(美国EPA标准),并在2021年以单次加氢行驶1360公里的成绩创下氢能车吉尼斯世界纪录。
值得关注的是,丰田并未止步于燃料电池路线。2021年起,丰田开始研发氢燃料内燃机技术,推出了搭载氢燃料发动机的GR Corolla H2 Concept、GR Yaris H2等赛车,并计划将其应用于更广泛的移动场景。
构建“氢能朋友圈”
长期以来,丰田手握全球约90%的氢燃料电池技术专利,却一度被外界解读为“技术封锁”。事实上,近年来丰田的策略已发生显著转变——从单打独斗转向开放合作。
2019年,丰田在中国与清华大学成立联合研究院,并与亿华通、一汽、东风、广汽、北汽等企业共同成立联合燃料电池系统研发公司,推动氢能技术在中国市场的本土化落地。2024年8月,丰田燃料电池研发与生产专用工厂在北京投产,标志着其中国氢能战略进入新阶段。
在全球范围内,丰田与宝马、引能仕等企业也在加氢站建设、技术共享等方面展开合作。山形光正曾表示:“只有大家变强,行业才会变强”。
从用氢到制氢:电解槽的战略落子
此次宣布量产PEM电解槽,可视为丰田氢能战略的自然延伸。
从产业链位置看,丰田此前更专注于氢能应用端——燃料电池系统与整车。而电解槽处于产业链上游制氢环节,其原理与燃料电池互为逆反应:燃料电池将氢气转化为电能,电解槽则用电能将水分解为氢气和氧气。两者在电化学技术上高度同源,丰田在燃料电池领域三十余年的积累为其进入电解槽领域提供了天然的技术迁移路径。
根据规划,丰田将生产5MW和20MW两种规格的PEM电解系统。5MW产品面向日本国内市场,每小时可生产96公斤氢气;20MW产品则瞄准海外市场。合作伙伴千代田化工贡献工厂建设方面的工程能力,双方目标是到2030年实现约1GW至3GW的电解槽年产能。
值得关注的是,丰田并未停留在设备制造层面。就在上周,丰田已在爱知县本社工厂完成5MW示范装置的安装;公司还宣布将于2030年为爱知制钢建设一套15MW电解系统,利用风能生产绿色氢气。这意味着丰田正从设备供应商向绿氢综合解决方案提供者转型。
来源:氢途无限