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当燃料电池种类与应用

发布时间:2021-09-11 09:58:02 阅读: 来源:PA6厂家
当燃料电池种类与应用

燃料电池种类与应用

目前燃料电池依其电解质的种类,可以区分为碱液型-60~+130℃(AFC, Alkaline Fuel Cell)、磷酸型(PAFC, Phosphoric Acid Fuel Cell)、溶解碳酸盐型(MCFC, Molten Carbonate Fuel Cell)、固体氧化物型(SOFC, Solid Oxide Fu1般实验的弹簧都用在比较重要的地方el Cell)、质子交换膜型,其中碱液型燃料电池以碱性溶液做为电解质,只能应用于纯氢与纯氧的操作条件,早年应用在航天设备电力系统,磷酸型燃料电池以浓磷酸溶液为电解质,其运转温度约200℃,溶解碳酸盐型燃料电池作动温度达650℃,固体氧化物型燃料电池运转温度为1,000℃,热冲击(Thermalshock)大。

质子交换膜型燃料电池(Proton Exchange Membrane Fuel Cell, PEMFC)属于二次电池,是一种电化学装置,以氢气与氧气反应的化学作用直接产生电力,不似内燃引擎的实际燃烧动作及产生废气排放。典型的燃料电池系统系藉由氢气燃料与氧气(来自空气)在电池内产生的电化学反应,除提供电力特别是脱膜生产的速度较行业节省1半时间的特性外,其副产物是废热(电化学放热反应及水排放),燃料电池不同于一般的二次电池,无需充电,只要能适度提供燃料(如氢气或甲醇重组等)及空气,即可持续产生电力。质子交换膜型燃料电池的电流密度可达数mA~A/cm2,质子交换膜型燃料电池因具极低污染、高效率、常温作动(80℃以下)、快速激活优点,适合车辆动力需求,近年来逐渐朝可携带式(Portable)或静置型(Stationary)电力,未来极可能是低污染交通载具(巴士、汽车、机车或小型电动车辆)动力的主流。

二、质子交换膜型燃料电池关键零组件技术研发与课题

1)提升燃料电堆性能

提升燃料电堆(Fuel Cell Stack)功率输出密度,延长耐久性(汽车需能耐久5,000小时以上、且激活 停止次数3~6万次/10年,质子交换膜的耐高温性 低加湿化(Humidification) 无加湿化 减少白金被覆量(Coatingload) 开发白金替代触媒 分隔板(Separator)轻量化 薄型化设计等。

2)燃料供应重组器

提升耐久性、延长循环寿命、提升激活性能与反应性、小型化/轻量化、汽车用汽油重组器开发。

3)燃料供应储氢技术

以车辆可以行驶500km续航距离为例,研发可以储存5kg氢气的储存技术,有以下实施方法

>高压储氢:~70Mpa(10,000psig)高压储氢筒(目前使用方式,储氢筒强度问题)

>液铝的另外一个重要的可延续性特点是其再生循环能力态氢气:蒸发氢气防漏失(Boil-offgas)对策

>储氢材料:储氢合金(Metalhydride)、化学储氢材料、奈米碳管(CarbonNanoTube,CNT)或碳储氢材料

4)燃料电池系统

燃料电池系统构造最佳化设计,耐久性,低温对策,激活性,运转负荷反应性,提升废热回收效率,提升副机效率等。

5)氢气燃料安全、氢气供应体系(Infrastructure)周边技术

氢气压缩机、电磁阀、高压储氢器与氢气供应体系仍然不足,氢气安全法规订定、氢气供应体系周边技术待建立。 (end)

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