新研制的燃料电池实现全产业链自主化有助于氢能源在我国大规模应用

发布时间:2019-01-08

据记者近日从国家电投集团氢能科技发展有限公司获悉,该公司科研团队新研制的燃料电池实现了全产业链的完全自主化,具有技术水平先进、成本低等优势,有助于燃料电池在我国大规模应用。

 

燃料电池是一种把燃料所具有的化学能直接转换成电能的化学装置,又称电化学发电器。它是继水力发电、热能发电和原子能发电之后的第四种发电技术。由于燃料电池是通过电化学反应把燃料的化学能中的吉布斯自由能部分转换成电能,不受卡诺循环效应的限制,因此效率高; 另外,燃料电池用燃料和氧气作为原料;同时没有机械传动部件,故没有噪声污染,排放出的有害气体极少。由此可见,从节约能源和保护生态环境的角度来看,燃料电池是最有发展前途的发电技术。

 

据介绍,公司总师柴茂荣博士团队新研制的燃料电池,包括催化剂载体、催化剂合成、扩散层制造、膜电极涂覆、流路设计、材料开发、成型工艺、防腐涂层与工艺、电极绝缘密封、电堆结构设计、电堆组装工艺、电堆密封工艺、水热平衡仿真、系统控制、空气泵以及其他附属设备等,实现了全产业链的完全自主化。


该燃料电池属于第三代电堆,对标目前世界最先进水平。以燃料电池的核心部件双极板为例,新研制的非不锈钢金属双极板无论是在厚度、导电性,还是在加工成型工艺和耐腐蚀性方面均达到全球领先水平。而以此为基础研发的燃料电池堆功率密度可大于 3.0千瓦/升;耐久性能推计将大于10000小时;铂用量可小于30/120千瓦,这些数据指标均居于世界前列。


新研制的燃料电池主要特点在于:实现了燃料电池技术的自主化。此次氢能公司不但在短时间内实现了技术突破,而且研发的燃料电池堆在所有关键技术方面均为国产,且具有低成本的优势。如正式投产,预计其成本会较国外进口堆大幅降低。这对于燃料电池迅速进入产业化阶段无疑具有重要意义。


       此外,燃料电池以天然气等富氢气体为燃料时,二氧化碳的排放量比热机过程减少40%以上,这对缓解地球的温室效应是十分重要的。另外,由于燃料电池的燃料气在反应前必须脱硫,而且按电化学原理发电,没有高温燃烧过程,因此几乎不排放氮和硫的氧化物,减轻了对大气的污染。


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