燃料电池

2005/5/17 16:16:33

　　燃料电池按电解质种类可分为碱性燃料电池（AFC）、磷酸型燃料电池（PAFC）、熔融碳酸盐燃料电池（MCFC）、固体氧化物燃料电池（SOFC）及质子交换膜燃料电池（PEMFC）等。还有如甲醇燃料电池（DMFC）、固体聚合物型电池等。
　　人们预测，燃料电池将成为继火电、水电、核电后的第四代发电方式，它必将引发21世纪新能源与环保的绿色革命。
　　“燃料电池技术”是我国“九五”期间的重大发展项目，内容包括“质子交换膜燃料电池技术（PEMFC）”、“熔融炭酸盐燃料电池技术（MCFC）”及“固体氧化物燃料电池技术（SOFC）”三大项目。其中，用于电动汽车的“5千瓦质子交换膜燃料电池”列为开发的重点。此项任务由中国科学院及部门所属若干研究所承担。现在，所定目标已全部实现。
　　在质子交换膜燃料电池（PEMFC）方面，我国研究开发的这类电池已经达到可以装车的技术水平，可以与世界发达国家进行竞争，而且在市场份额上，可以并且有能力占有一定比例。我国自把质子交换膜燃料电池列为“九五”科技攻关计划的重点项目以后，以大连化学物理研究所为牵头单位，在全国范围内全面开展了质子交换膜燃料电池的电池材料与电池系统的研究，取得了很大进展，相继组装了多台百瓦、1－2千瓦、5千瓦、10－30千瓦电池组与电池系统。5千瓦电池组包括内增湿部分,其重量比功率为100瓦/千克，体积比功率为300瓦/升。百瓦级移动动力源和5千瓦移动通讯机站动力源以及质子交换膜燃料电池自行车现已研制成功。由6台5千瓦电池组构成的30千瓦电池系统成功地用作中国首台燃料电池轻型客车动力源。装车电池最大输出功率达46千瓦。目前该车最高时速达60.6千米/小时，为燃料电池电动汽车以及混合动力电动汽车的发展打下良好的基础。该电池堆整体性能相当于奔驰、福特与加拿大巴拉德公司联合开发的MK7质子交换膜燃料电池的水平。我国目前正在进行大功率质子交换膜燃料电池组的开发和燃料电池发动机系统集成的研究。
　　在熔融碳酸盐燃料电池（MCFC）方面，已经研制出岷豌型偏铝酸锂粗、细粉料，制备出大面积（大于0.2平方米）的电池隔膜，预测隔膜寿命超过3万小时。在进行材料部件研究的基础上，成功组装和运行了千瓦级电池组。
　　在固体氧化物燃料电池（SOFC）技术方面，已经制备出厚度为5－10微米的负载型致密YSZ电解质薄膜，研制出一种能用作中温SOFC连接体的Ni基不锈钢材料。负载型YSZ薄膜基中温SOFC单体电池的最大输出功率密度达到0.4瓦/平方厘米,负载型LSGM薄膜基中温SOFC单体电池的最大输出功率密度达到0.8瓦/平方厘米。这些技术创新为千瓦级、十千瓦级中温固体氧化物燃料电池发电技术的研发奠定了坚实的基础。

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