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    燃料電池及關鍵材料發展現狀

    發布日期: 2018-04-10
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      燃料電池電堆主要由單體燃料電池構成,其中,單體燃料電池包括雙極板、密封圈和膜電極,而膜電極又分為質子交換膜、催化劑層和氣體擴散層。

      到目前為止,質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模商業化應用。從范圍來看,現階段應用于質子交換膜燃料電池的鉑催化劑生產企業主要有英國的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,目前中國的企業還未實現實質性突破,主要以研究機構為代表,如中國的大化所、長春應用化學所、天津大學和中山大學等。

      質子交換膜是氫燃料電池zui核心的零部件之一,是燃料電池電解質和催化劑進行電化學反應的基礎,質子交換膜性能要求*,目前在氫燃料電池中使用的質子交換膜主要采用全氟化聚合物材料合成,
    具有穩定性好及長壽命的特點,同時具有良好的阻氣性能,但開發和生產難度高,現階段主流的生產企業有美國的杜邦公司,另外,還有日本的旭化學工業株式會社(Asahi Chemical)及日本AGC 旭硝子株式會社(Asahi Glass)生產的aciplex 膜及flemion 膜。中國的生產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。

      氣體擴散層是支撐催化劑層、收集電流、為化學反應提供電子通道、氣體通道及排水通道的隔層,由碳布/碳網和防水劑聚四氟乙烯組成,其材料和制備技術影響著燃料電池性能的優劣,也是決定燃料電池成本的關鍵零部件之一,目前主流的生產企業有日本東麗、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,在電堆中負責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、金屬板及復合材料雙極板。其中,石墨雙極板的主流生產商有美國的POCO 公司、SHF 公司、Graftech 和,以及日本的藤倉gomu 工業株式會社、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企業有瑞典的cellimpact、德國的Dana 和Grabener、美國的treadstone公司等,國內主要有鑫能石墨、滬江科技、聯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。根據工作電壓的不同單體電池的數量也不同,又因重量與體積比功率不同而呈現出各種電堆產品。目前主流的燃料電池電堆生產企業有加拿大的巴拉德、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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