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燃料電池及關(guān)鍵材料發(fā)展現(xiàn)狀

更新時間:2018-04-10點擊次數(shù):5949

  燃料電池電堆主要由單體燃料電池構(gòu)成,其中,單體燃料電池包括雙極板、密封圈和膜電極,而膜電極又分為質(zhì)子交換膜、催化劑層和氣體擴(kuò)散層。

  到目前為止,質(zhì)子交換膜燃料電池均使用鉑及其合金作為有效的催化劑,鉑資源的匱乏和成本昂貴直接制約了燃料電池大規(guī)模商業(yè)化應(yīng)用。從范圍來看,現(xiàn)階段應(yīng)用于質(zhì)子交換膜燃料電池的鉑催化劑生產(chǎn)企業(yè)主要有英國的JM,德國的巴斯夫股份公司(BASF),比利時的Umicore,日本的TKK,美國的E-TEK 等,目前中國的企業(yè)還未實現(xiàn)實質(zhì)性突破,主要以研究機構(gòu)為代表,如中國的大化所、長春應(yīng)用化學(xué)所、天津大學(xué)和中山大學(xué)等。

  質(zhì)子交換膜是氫燃料電池zui核心的零部件之一,是燃料電池電解質(zhì)和催化劑進(jìn)行電化學(xué)反應(yīng)的基礎(chǔ),質(zhì)子交換膜性能要求*,目前在氫燃料電池中使用的質(zhì)子交換膜主要采用全氟化聚合物材料合成,
具有穩(wěn)定性好及長壽命的特點,同時具有良好的阻氣性能,但開發(fā)和生產(chǎn)難度高,現(xiàn)階段主流的生產(chǎn)企業(yè)有美國的杜邦公司,另外,還有日本的旭化學(xué)工業(yè)株式會社(Asahi Chemical)及日本AGC 旭硝子株式會社(Asahi Glass)生產(chǎn)的aciplex 膜及flemion 膜。中國的生產(chǎn)商主要有大連新源動力、上海神力及武漢理工新能源有限公司。

  氣體擴(kuò)散層是支撐催化劑層、收集電流、為化學(xué)反應(yīng)提供電子通道、氣體通道及排水通道的隔層,由碳布/碳網(wǎng)和防水劑聚四氟乙烯組成,其材料和制備技術(shù)影響著燃料電池性能的優(yōu)劣,也是決定燃料電池成本的關(guān)鍵零部件之一,目前主流的生產(chǎn)企業(yè)有日本東麗、加拿大巴拉德和德國SGL 等。

  雙極板在燃料電池中主要起輸送和分配燃料的作用,在電堆中負(fù)責(zé)隔離陰陽兩極的氣體,目前廣泛采用的雙極板材料有無孔石墨板、金屬板及復(fù)合材料雙極板。其中,石墨雙極板的主流生產(chǎn)商有美國的POCO 公司、SHF 公司、Graftech 和,以及日本的藤倉gomu 工業(yè)株式會社、日本九州耐火煉瓦株式會社(Kyushu Refractories CO.LTD),英國的Bac2 以及加拿大巴拉德等。另外,金屬雙極板的主要生產(chǎn)企業(yè)有瑞典的cellimpact、德國的Dana 和Grabener、美國的treadstone公司等,國內(nèi)主要有鑫能石墨、滬江科技、聯(lián)強碳素以及喜麗碳素等。

  電堆即為滿足使用需求將多個單體組合起來的電池組。根據(jù)工作電壓的不同單體電池的數(shù)量也不同,又因重量與體積比功率不同而呈現(xiàn)出各種電堆產(chǎn)品。目前主流的燃料電池電堆生產(chǎn)企業(yè)有加拿大的巴拉德、Hydrogenics,美國的Plug Power 公司,日本的豐田及本田公司,英國的ITM power、inligent energy 公司,中國的上海神力新源動力。

  

 

 

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