燃料電池技術(shù)研發(fā)還要面臨嚴(yán)峻挑戰(zhàn)


核心提示:中國電池網(wǎng) 相對低價位的燃料電池電動車汽車,具有續(xù)航能力遠(yuǎn)和充電速度較快的優(yōu)勢。近年來燃料電池的成本已經(jīng)降低
鋰電世界 相對低價位的燃料電池電動車汽車,具有續(xù)航能力遠(yuǎn)和充電速度較快的優(yōu)勢。近年來燃料電池的成本已經(jīng)降低,其壽命也已增加,但依然有提升的空間。在氫燃料電池中,鉑及鉑合金是加快化學(xué)反應(yīng)速度的最為有效的催化劑。鉑是唯一能承受電池中酸性環(huán)境的金屬,但其昂貴的價格限制了燃料電池的大規(guī)模應(yīng)用。自2005年以來,科研人員已經(jīng)成功地開發(fā)出一種新型催化劑,使燃料電池所需的鉑僅為目前用量的五分之一。但依然需要進(jìn)一步減少鉑的用量,或開發(fā)出能夠替代鉑、成本更低的其他催化劑。此外,還可以通過采用具有更高溫度和更好傳導(dǎo)性能的質(zhì)子交換膜、改進(jìn)控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)制造(如濕度調(diào)節(jié)器、壓縮機(jī)以及熱流設(shè)計(jì)與成本等)來降低燃料電池的成本,提高其效率。
燃料電池汽車的車用儲氫器必須具有較高的單位質(zhì)量儲氫密度。美能源部認(rèn)為,車用高壓儲氫的單位質(zhì)量密度至少應(yīng)為6%,即每立方米儲存60公斤氫氣。為了滿足汽車480公里續(xù)航能力的要求,一次需儲氫大約4到7公斤。目前小型汽車的車用儲氫方式大多采用高壓儲氫,工作壓力為70兆帕(Mpa)的碳纖維儲氫瓶是目前家用汽車的最佳選擇,其售價大約為3000美元。研究人員正在致力于開發(fā)新的材料和制造工藝,以進(jìn)一步降低儲氫氣瓶成本。目前正在進(jìn)行的另一研究方向是,通過采用高表面積材料研究低壓吸附儲存氫氣。
另一個挑戰(zhàn)是加氫站的建立和氫氣來源。近年來頁巖氣的大量使用將對運(yùn)輸部門產(chǎn)生重要的影響,低價格的頁巖氣可能會有助于加快氫氣充氣站的建設(shè)步伐。此外,通過改革商業(yè)運(yùn)作模式(如建立混合發(fā)電廠)也可以獲取具有經(jīng)濟(jì)性的氫氣。但從長遠(yuǎn)來說,必須開發(fā)出一種具有成本優(yōu)勢、二氧化碳凈排放量低的氫氣制取方法。
燃料電池汽車的車用儲氫器必須具有較高的單位質(zhì)量儲氫密度。美能源部認(rèn)為,車用高壓儲氫的單位質(zhì)量密度至少應(yīng)為6%,即每立方米儲存60公斤氫氣。為了滿足汽車480公里續(xù)航能力的要求,一次需儲氫大約4到7公斤。目前小型汽車的車用儲氫方式大多采用高壓儲氫,工作壓力為70兆帕(Mpa)的碳纖維儲氫瓶是目前家用汽車的最佳選擇,其售價大約為3000美元。研究人員正在致力于開發(fā)新的材料和制造工藝,以進(jìn)一步降低儲氫氣瓶成本。目前正在進(jìn)行的另一研究方向是,通過采用高表面積材料研究低壓吸附儲存氫氣。
另一個挑戰(zhàn)是加氫站的建立和氫氣來源。近年來頁巖氣的大量使用將對運(yùn)輸部門產(chǎn)生重要的影響,低價格的頁巖氣可能會有助于加快氫氣充氣站的建設(shè)步伐。此外,通過改革商業(yè)運(yùn)作模式(如建立混合發(fā)電廠)也可以獲取具有經(jīng)濟(jì)性的氫氣。但從長遠(yuǎn)來說,必須開發(fā)出一種具有成本優(yōu)勢、二氧化碳凈排放量低的氫氣制取方法。
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