燃料电池制造技术的新动态(论文)

燃料电池制造技术的新动态摘要：本文主要介绍了国内外燃料电池制造技术的新动态对国内外燃料电池的研究进展进行了较全面的了解。关键词：燃料电池；研究进展1.前言继火力发电、原子能发电之后，燃料电池发电技术以其效率高、排放少、质量轻、无污染、燃料多样化等优点，正进一步引起世界各国的关注。美国、日本、德国、加拿大等先进国家在燃料电池研究方面已走在前面。【1】2.燃料电池的技术进展2.1国内进展政府十分注重燃料电池的研究开发，陆续开发出30kW级氢氧燃料电极、燃料电池电动汽车等。燃料电池技术特别是质子交换膜燃料电池技术也得到了迅速发展。电池技术跨入世界先进国家行列。①其中对于催化剂方面：清华大学科研人员研制出新型铂/碳电极催化剂；长春应用化学研究所研制出纳米级高活性电催化剂用作阳极催化剂。电化学性能均优于国际同类产品。②在电极组合件方面：北京世纪富原燃料电池有限公司开发出横板涂敷法，在一片质子交换膜上制作多个膜电极的燃料电池，由一片质子交换膜、多个催化层和多个扩散层组成多个膜电极，由多个膜电极和多个导流板组成多个发电单元；北京太阳能新技术公司研制出陶瓷型无机复合材料。③在质子交换膜方面：清华大学研制出聚偏氟乙烯接枝聚苯乙烯磺酸PEM。④在双极板方面：天津电源研究所研制出实用新型双极板，它包括金属板气体反应区域、气体进口、气体出口。金属板上、下面气体反应区域周围分别设有凹槽，气体进口、气体出口与气体反应区域之间分别设置有暗孔道。该设计改善了电池组的密封性，延长了其寿命，提高了性能；大连化学物理研究所研制出的双极板由3层薄金属板构成。⑤在电解质方面：吉林大学研制出固体复合电解质是用模具直接压制成薄片，烧结后强度可达到10MPa。用它作PEMFC电解质，可使用甲醇、乙醇、甲烷和乙烷等多种燃料上海交通大学研制出新型电解质—带磺酸盐侧基、羧酸盐侧基的聚芳醚酮，该聚合物可作为PEM的阳离子组分。【2】2.2国外进展①韩国据韩国原子力研究院（KAERI）和韩国能源技术研究院（KIER）2013年5月25日联合报道，经双方共同研究，成功开发出可提高燃料电池能效的新材料。此次研制成果有两种：一种为可使固体氧化物燃料电池在低温状态下运作的“碳素薄膜银纳米粉末催化剂”；另一种为不仅可大幅缩小甲醇燃料电池（DMFC）体积，而且还能提高能效的“放射线照射高分子燃料电子膜”。【3】②日本据吉坤日矿日石能源公司的人员介绍，新开发的SOFC型ENE·FARM，液化气（或天然气）与水在电池内的重整反应器中生成氢，然后与空气中的氧气在燃料电池堆内进行化学反应，产生直流电，通过功率调节器（逆变器），提供家用交流电；另外，回收发电时产生的热能，通过热交换器，为90L的家用贮水槽提供非饮用生活热水。该系统还可抑制二氧化碳的排放量。与以往燃烧化石燃料的能源系统相比，SOFC型ENE·FARM的能源效率最高可达87％，其中发电部分45％、供应热水部分42％，额定输出功率为700W【4】③美国美国洛斯阿拉莫斯国家实验室和橡树岭国家实验室联合开发的催化剂通过加热聚苯胺、铁、钴盐生成，几乎与铂催化剂一样有效耐用。通常情况下，由非贵金属制备的类似催化剂容易在高度酸性情况下降解，但这种新型催化剂却能保持稳定。此外，这种催化剂可以使燃料电池高效完成将氢和氧转化为水的过程，仅产生极少量的过氧化氢。【5】3.结语虽然燃料电池由于目前使用成本仍偏高，利用率较低，但是未来随着传统化石燃料短缺、消费者环保需求提升及燃料电池技术不断进步等因素的刺激，燃料电池将在洁净电站、电动汽车、移动电源、不间断电源、潜艇及空间电源等方面有着广泛的应用前景。4.参考文献【1】张文毓.燃料电池的新进展.上海化工，2014,4：39【2】王兴娟，王坤勋，刘庆祥.燃料电池的研究进展及应用前景.炼油与化工.2011年1第1期.【3】新一代家用燃料电池效率高达87%[J].功能材料信息,2011,8(3):62.【4】郭志红.家用燃料电池的开发[J].国外科技动态,2000,375(10):5-7.【5】美研制出新型氢燃料电池催化剂[J].现代材料动态,2011(9):23.