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燃料电池及关键材料发展现状

发布日期: 2018-04-10
浏览人气: 3007

  燃料电池电堆主要由单体燃料电池构成,其中,单体燃料电池包括双极板、密封圈和膜电极,而膜电极又分为质子交换膜、催化剂层和气体扩散层。

  到目前为止,质子交换膜燃料电池均使用铂及其合金作为有效的催化剂,铂资源的匮乏和成本昂贵直接制约了燃料电池大规模商业化应用。从全球范围来看,现阶段应用于质子交换膜燃料电池的铂催化剂生产企业主要有英国的JM,德国的巴斯夫股份公司(BASF),比利时的Umicore,日本的TKK,美国的E-TEK 等,目前中国的企业还未实现实质性突破,主要以研究机构为代表,如中国的大化所、长春应用化学所、天津大学和中山大学等。

  质子交换膜是氢燃料电池zui核心的零部件之一,是燃料电池电解质和催化剂进行电化学反应的基础,质子交换膜性能要求极高,目前在氢燃料电池中使用的质子交换膜主要采用全氟化聚合物材料合成,
具有稳定性好及长寿命的特点,同时具有良好的阻气性能,但开发和生产难度高,现阶段主流的生产企业有美国的杜邦公司,另外,还有日本的旭化学工业株式会社(Asahi Chemical)及日本AGC 旭硝子株式会社(Asahi Glass)生产的aciplex 膜及flemion 膜。中国的生产商主要有大连新源动力、上海神力及武汉理工新能源有限公司。

  气体扩散层是支撑催化剂层、收集电流、为化学反应提供电子通道、气体通道及排水通道的隔层,由碳布/碳网和防水剂聚四氟乙烯组成,其材料和制备技术影响着燃料电池性能的优劣,也是决定燃料电池成本的关键零部件之一,目前主流的生产企业有日本东丽、加拿大巴拉德和德国SGL 等。

  双极板在燃料电池中主要起输送和分配燃料的作用,在电堆中负责隔离阴阳两极的气体,目前广泛采用的双极板材料有无孔石墨板、金属板及复合材料双极板。其中,石墨双极板的主流生产商有美国的POCO 公司、SHF 公司、Graftech 和,以及日本的藤仓gomu 工业株式会社、日本九州耐火炼瓦株式会社(Kyushu Refractories CO.LTD),英国的Bac2 以及加拿大巴拉德等。另外,金属双极板的主要生产企业有瑞典的cellimpact、德国的Dana 和Grabener、美国的treadstone公司等,国内主要有鑫能石墨、沪江科技、联强碳素以及喜丽碳素等。

  电堆即为满足使用需求将多个单体组合起来的电池组。根据工作电压的不同单体电池的数量也不同,又因重量与体积比功率不同而呈现出各种电堆产品。目前主流的燃料电池电堆生产企业有加拿大的巴拉德、Hydrogenics,美国的Plug Power 公司,日本的丰田及本田公司,英国的ITM power、inligent energy 公司,中国的上海神力新源动力。

  

 

 

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