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(guó)電池網(wǎng) 相對(duì)低價(jià)位的燃料電池電動(dòng)車汽車,具有續(xù)航能力遠(yuǎn)和充電速度較快的優(yōu)勢(shì)。近年來(lái)燃料電池的成本已經(jīng)降低
鋰電世界 相對(duì)低價(jià)位的燃料電池電動(dòng)車汽車,具有續(xù)航能力遠(yuǎn)和充電速度較快的優(yōu)勢(shì)。近年來(lái)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(jià)格限制了燃料電池的大規(guī)模應(yīng)用。自2005年以來(lái),科研人員已經(jīng)成功地開(kāi)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(kāi)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(guò)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(lái)降低燃料電池的成本,提高其效率。
燃料電池汽車的車用儲(chǔ)氫器必須具有較高的單位質(zhì)量?jī)?chǔ)氫密度。美能源部認(rèn)為,車用高壓儲(chǔ)氫的單位質(zhì)量密度至少應(yīng)為6%,即每立方米儲(chǔ)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(chǔ)氫大約4到7公斤。目前小型汽車的車用儲(chǔ)氫方式大多采用高壓儲(chǔ)氫,工作壓力為70兆帕(Mpa)的碳纖維儲(chǔ)氫瓶是目前家用汽車的最佳選擇,其售價(jià)大約為3000美元。研究人員正在致力于開(kāi)發(fā)新的材料和制造工藝,以進(jìn)一步降低儲(chǔ)氫氣瓶成本。目前正在進(jìn)行的另一研究方向是,通過(guò)采用高表面積材料研究低壓吸附儲(chǔ)存氫氣。
另一個(gè)挑戰(zhàn)是加氫站的建立和氫氣來(lái)源。近年來(lái)頁(yè)巖氣的大量使用將對(duì)運(yùn)輸部門(mén)產(chǎn)生重要的影響,低價(jià)格的頁(yè)巖氣可能會(huì)有助于加快氫氣充氣站的建設(shè)步伐。此外,通過(guò)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(zhǎng)遠(yuǎn)來(lái)說(shuō),必須開(kāi)發(fā)出一種具有成本優(yōu)勢(shì)、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(chǔ)氫器必須具有較高的單位質(zhì)量?jī)?chǔ)氫密度。美能源部認(rèn)為,車用高壓儲(chǔ)氫的單位質(zhì)量密度至少應(yīng)為6%,即每立方米儲(chǔ)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(chǔ)氫大約4到7公斤。目前小型汽車的車用儲(chǔ)氫方式大多采用高壓儲(chǔ)氫,工作壓力為70兆帕(Mpa)的碳纖維儲(chǔ)氫瓶是目前家用汽車的最佳選擇,其售價(jià)大約為3000美元。研究人員正在致力于開(kāi)發(fā)新的材料和制造工藝,以進(jìn)一步降低儲(chǔ)氫氣瓶成本。目前正在進(jìn)行的另一研究方向是,通過(guò)采用高表面積材料研究低壓吸附儲(chǔ)存氫氣。
另一個(gè)挑戰(zhàn)是加氫站的建立和氫氣來(lái)源。近年來(lái)頁(yè)巖氣的大量使用將對(duì)運(yùn)輸部門(mén)產(chǎn)生重要的影響,低價(jià)格的頁(yè)巖氣可能會(huì)有助于加快氫氣充氣站的建設(shè)步伐。此外,通過(guò)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(zhǎng)遠(yuǎn)來(lái)說(shuō),必須開(kāi)發(fā)出一種具有成本優(yōu)勢(shì)、二氧化碳凈排放量低的氫氣制取方法。
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