燃料电池技术现状与发展趋势
碱性燃料电池技术发展现状及未来趋势分析
碱性燃料电池技术发展现状及未来趋势分析引言:碱性燃料电池(Alkaline Fuel Cells,简称AFC)是一种利用氢气和氧气反应而产生电能的能源转换装置。
与其他类型的燃料电池相比,碱性燃料电池具有高效率、高能量密度和低成本等优点,因此被视为推动清洁能源技术发展的重要途径。
本文将对碱性燃料电池技术的发展现状进行分析,并探讨其未来的发展趋势。
一、碱性燃料电池技术的发展现状1.技术原理:碱性燃料电池的工作原理基于氢气和氧气通过阴极和阳极之间的氧化还原反应产生电能。
在碱性燃料电池中,水溶液中的饱和的碱金属氢氧化物被用作电解质,氢气在阴极上氧化成水,而氧气在阳极上还原成水。
碱性燃料电池采用可再生的金属氢氧化物溶液,可以实现高效的反应,并通过排除排放无害的水蒸汽。
2.实际应用:碱性燃料电池的实际应用领域众多,包括航空航天、交通运输、储能系统和移动电源等。
特别是在航空航天领域,碱性燃料电池得到了广泛应用,比如宇航员的生活保障和航天飞机的动力系统等。
3.技术进展:碱性燃料电池技术在过去几十年取得了显著的进展。
随着科学技术的不断发展和日益完善的研究方法,碱性燃料电池的效率得到了显著提高。
创新的材料、催化剂和设计思路推动了碱性燃料电池的发展,实现了更高的效能和更低的成本。
4.存在的挑战:然而,碱性燃料电池仍然面临着一些挑战。
首先,氢气的存储和传输成为制约其应用的一个问题,尚未找到高效而简便的解决方案。
其次,碱性燃料电池的运行温度较高,需要较长的启动时间。
此外,金属氢氧化物溶液的浓度限制了电池的功率密度和能量密度。
二、碱性燃料电池技术的未来趋势1.提高效率:未来碱性燃料电池技术的发展将主要集中在提高电池的能量转化效率。
科学家们正在研究新材料和催化剂,以提高反应速率和降低电池内部的能量损失。
此外,通过优化电池的结构和设计,减少电池内部阻抗,也是提高效率的重要途径。
2.降低成本:目前碱性燃料电池的成本仍然较高,限制了其商业化应用的推进。
燃料电池技术的发展现状与趋势
燃料电池技术的发展现状与趋势随着全球环保和节能意识的不断加深,燃料电池技术因其高效、低排放、清洁等特点,成为人们普遍关注的焦点。
本文将介绍燃料电池技术的原理、应用、现状以及未来发展趋势。
一、燃料电池技术的原理燃料电池是一种利用化学反应将化学能转化为电能的装置。
它利用氢气和氧气等气体,在电极上反应产生电能和水等废物,无污染、高效、噪音低,是一种高科技环保节能的新型发电方式。
燃料电池的原理是利用电化学反应将氢气和氧气等气体在电极上反应,产生电能。
具体来讲,燃料电池由一个质子导体、两个极板及电解质和催化剂等组成。
随着氢气流经正极板,氢分子分解成氢原子,通过质子导体进入负极板,与与氧气和电子发生化学反应。
这种反应产生的电子会在电路中产生电流,从而产生电能。
二、燃料电池技术的应用燃料电池技术有着广泛的应用领域,可以应用于汽车、备用电力、物流运输、航空等领域,因此备受关注。
其中,燃料电池汽车是燃料电池技术最为广泛应用的领域之一。
燃料电池汽车的工作原理与普通汽车相似,只是用电代替了燃料,排放物质变成了水,没有污染。
除此之外,燃料电池汽车相比于传统燃油汽车具有更高的能源利用率。
据了解,一辆燃料电池汽车在公里数相同的情况下,比传统汽车节省30%左右的油耗,排放量只有传统汽车的一半左右。
三、燃料电池技术的现状随着近年来环保意识的不断提高,各国政府在节能环保方面加大了投入,推动新能源汽车发展。
燃料电池汽车作为一种环保、清洁的新能源汽车,备受世界各国政府、汽车厂商、能源企业、科研机构、高校等各界人士的重视。
目前,全球已经有不少汽车厂商推出了燃料电池汽车产品,其中,丰田、本田、戴姆勒、通用等国际汽车巨头都在不断研发和推广燃料电池汽车。
有关调查显示,到2025年燃料电池汽车的销量将高达50万辆以上。
另外,多个国家的政府纷纷出台了支持燃料电池汽车发展的政策和资金扶持。
四、燃料电池技术的发展趋势随着人们对环保和节能的需求不断提高,燃料电池技术的未来将更加广阔。
燃料电池技术的发展现状与未来趋势
燃料电池技术的发展现状与未来趋势近年来,燃料电池技术备受关注并呈现快速发展的趋势。
燃料电池是一种将氢气与氧气反应产生电能的装置,其优势在于高效能、环保以及可再生能源的利用。
本文将探讨燃料电池技术的发展现状以及未来的发展趋势。
首先,我们来看燃料电池技术的发展现状。
当前,燃料电池技术已经应用于多个领域,尤其是交通运输和工业生产中的能源供应。
例如,一些汽车制造商已经开始推出燃料电池车型,并在市场上取得了一些成功。
此外,燃料电池也被广泛应用于无人机和船舶等领域,替代传统的能源供应方式。
然而,燃料电池技术还面临一些挑战和限制。
首先是氢气的储存和输送问题。
氢气具有极高的能量密度,但却是一种非常轻且易挥发的气体,这给储存和输送带来了一定的困难。
其次是成本问题,当前燃料电池技术的成本较高,制约了其在大规模应用中的推广。
此外,现有的燃料电池还存在寿命短、耐久性差等问题,需要进一步的改进和研究。
然而,尽管面临这些挑战,燃料电池技术依然呈现出良好的发展前景。
在未来几年,燃料电池技术有望迎来突破性的进展。
首先,随着能源危机的日益严重,替代传统燃料和能源的需求会越来越大。
燃料电池作为一种绿色环保的能源供应方式,将有望成为未来能源产业的重要组成部分。
其次,随着科技的进步和投资的加大,燃料电池技术的研究和开发速度也会进一步加快。
目前,科研机构和相关企业正在加大对燃料电池技术的投入,并进行了大量的实验和试验。
这些实验不仅有助于改进现有的燃料电池技术,还可能促进新型燃料电池的研发和应用,进一步推动技术的革新和提升。
最后,燃料电池技术的发展还受益于国际合作和政策支持。
在全球范围内,越来越多的国家开始重视燃料电池技术的发展,并采取了一系列的政策措施来鼓励相关研究和应用。
这种国际合作和政策支持将为燃料电池技术的发展提供有力保障,带来更为广阔的市场空间和发展机遇。
综上所述,燃料电池技术作为一种高效能、环保和可再生能源利用的方式,将在未来发展中发挥重要作用。
燃料电池的应用现状和未来发展方向
燃料电池的应用现状和未来发展方向燃料电池(Fuel cell)被认为是一种革命性的能源转换技术,可以直接将燃料(通常为氢气)和氧气在没有燃烧的情况下,通过化学反应产生电能,并且只产生水和热作为副产品。
由于其高能量密度、环保清洁和高效能等优势,燃料电池被广泛研究和应用于各个领域,包括交通运输、家庭能源、航空航天和移动通信等。
本文将介绍燃料电池的应用现状以及未来的发展方向。
一、燃料电池的应用现状1. 交通运输领域燃料电池在交通运输领域的应用是其最为重要的领域之一。
目前,燃料电池汽车已经进入商业化阶段,且持续发展。
例如,丰田汽车的Mirai、日产汽车的e-NV200 FCV和本田汽车的Clarity等燃料电池汽车已经在市场上销售。
这些汽车通过燃料电池将氢气转化为电能,驱动电动机工作,实现了零排放和长续航里程的特点。
此外,燃料电池也被应用于公交车、货车和火车等公共交通工具中,以实现环保清洁的运输方式。
2. 家庭能源领域随着能源危机的日益严重和环境意识的增强,人们对于可持续能源的需求不断增加。
燃料电池被看作是一种有效的家庭能源解决方案。
家用燃料电池系统可以将天然气等燃料转化为电能供家庭使用,同时还能提供热能用于供暖和热水。
这种系统不仅能够减少对传统能源的依赖,还能降低碳排放和室内空气污染。
3. 航空航天领域燃料电池在航空航天领域的应用也引起了广泛关注。
相比传统的燃油动力系统,燃料电池可以提供更高的能量密度和更低的重量,从而提高飞机的性能和航程。
燃料电池在无人机、卫星和宇航器上的应用已取得了一定的成果,为航空航天技术和探索提供了新的突破。
4. 移动通信领域移动通信设备的使用急剧增加,对于高能量密度和长续航时间的需求也越来越大。
燃料电池被广泛探索作为移动通信设备的电源解决方案。
例如,燃料电池可以用于手机、平板电脑和笔记本电脑等便携式设备,以延长电池的使用时间和提高使用体验。
燃料电池技术的不断发展为移动通信领域带来了更大的潜力。
燃料电池发展现状及未来趋势分析
燃料电池发展现状及未来趋势分析引言:燃料电池是一种具有高效、清洁、可再生特征的能源转换技术,被广泛认为是解决全球能源与环境难题的重要途径之一。
本文将对燃料电池的现状进行分析,并探讨其未来的发展趋势。
第一部分:燃料电池现状1. 燃料电池的基本原理燃料电池是通过利用氢气(或其他燃料)与氧气反应产生电能和热能的装置。
其基本原理是在阳极(负极)和阴极(正极)之间通过电解质(如聚合物膜)传递离子,同时由阳极催化剂使燃料发生氧化反应,产生电子和正电离子。
电子经过外部电路传输,而正离子穿过电解质传输到阴极,并与氧气发生还原反应,最终产生水。
2. 燃料电池的应用领域燃料电池被广泛应用于交通工具、电力系统、移动设备等领域。
其中,交通工具是燃料电池的主要应用领域之一。
燃料电池动力的优势在于高效、无污染、噪音低,可以为汽车提供零排放的驱动力。
3. 燃料电池的现状与挑战目前,燃料电池技术已经在一定程度上成熟,并逐步商业化。
然而,燃料电池的商业化进程仍面临一些挑战。
首先,成本仍然较高,制约了其大规模应用。
其次,氢气的储存与供应问题是一个关键难题。
此外,燃料电池的寿命、稳定性和可靠性也需要进一步改进。
第二部分:燃料电池未来的趋势1. 技术创新与成本降低燃料电池技术在不断创新与突破,各种新材料和催化剂的开发有望改善燃料电池的性能,并降低成本。
例如,金属氧化物催化剂的研究、负载型催化剂以及非贵金属催化剂的开发都有望降低燃料电池的制造成本。
此外,先进的材料设计和工程方法也将有助于提高燃料电池的效率和稳定性。
2. 燃料电池与可再生能源的结合燃料电池与可再生能源的结合将成为未来的发展趋势之一。
可再生能源如风能、太阳能等具有间歇性和不稳定性的特点,而燃料电池可以将这些能源转化为电能,并且具备储能功能,能够提供持续稳定的电力输出。
这种结合不仅可以解决可再生能源的波动性问题,还可以提高能源利用率和系统的可靠性。
3. 氢能基础设施建设的加速推进为了推动燃料电池的发展,氢能基础设施的建设至关重要。
燃料电池技术的现状与发展趋势
燃料电池技术的现状与发展趋势随着环境污染问题的日益严重,人们对清洁能源的需求越来越强烈。
燃料电池作为一种非常干净的能源转换技术,近年来备受关注。
本文将介绍燃料电池技术的现状,并探讨其未来的发展趋势。
第一章燃料电池技术的概述燃料电池是一种将化学能转化为电能的先进技术,与传统的燃动式发电机不同,燃料电池利用氢气或可燃气体和氧气的电化学反应来产生电能。
燃料电池具有高能量效率、零污染、声音低等优点,是未来能源转换技术的重要方向之一。
燃料电池通常分为以下几种类型:聚合物电解质膜燃料电池(PEMFC)、固体氧化物燃料电池(SOFC)、碱性燃料电池(AFC)和直接甲醇燃料电池(DMFC)等。
其中,PEMFC是应用最广泛的类型,其应用领域主要为汽车、船舶、机器人等。
第二章燃料电池技术的现状2.1 燃料电池的优点燃料电池具有优异的环保性能,不存在传统燃烧过程中产生的二氧化碳、氮氧化物等有害气体。
燃料电池能够高效转化化学能为电能,其能效比普通燃烧发电高出40%-60%。
同时,燃料电池噪音低、体积小、结构简单,易于维护。
2.2 燃料电池的局限性燃料电池的成本较高,且维护困难。
另外,燃料电池的存储和输运涉及氢气,需要相应的储运设施建设。
在使用过程中,燃料电池还存在耐久性较低、抗污染性较差等问题。
2.3 燃料电池的应用现状目前,燃料电池应用最广泛的领域为汽车,多家汽车厂商已经推出了使用燃料电池的车型。
另外,燃料电池还被应用于船舶、飞机等交通工具,以及家用电器及备用电源等领域。
第三章燃料电池的发展趋势3.1 技术创新随着科技水平的提高,燃料电池技术也在不断更新迭代。
正在研发中的新型燃料电池拥有体积更小、效率更高、更加环保等优点,同时也解决了传统燃料电池中存在的问题,比如能源储存问题、抗污染性等方面的问题。
3.2 产业链完善随着燃料电池应用领域的不断拓展和技术创新,相关产业链已逐渐形成。
燃料电池的生产、储运、市场销售等环节也因此得到了进一步完善。
燃料电池技术的现状及发展趋势
燃料电池技术的现状及发展趋势随着环境保护意识的增强以及可再生能源的不断发展,燃料电池技术也逐渐走进我们的视野。
燃料电池技术是指将化学能转化为电能的一种新能源技术。
相比传统燃油车,它具有零排放、高效、清洁等优势,可谓是一种环保型的高端科技。
那么,燃料电池技术的现状和发展趋势究竟是怎样的呢?本文将从技术现状、市场前景和未来发展三个方面进行剖析。
1. 技术现状目前,燃料电池技术已经有了较大的进展,主要体现在以下三个方面:(1)电化学反应的稳定性逐渐增强燃料电池的核心部件是电化学反应膜,它的稳定性直接决定着整个燃料电池的寿命。
随着科学家们对电化学反应机理的了解越来越深入,对反应膜材料的研究和改良也取得了不小的成果。
(2)燃料电池的存储技术得到提升燃料电池的燃料一般为氢气或者甲醇等,如何有效地储存这些燃料也是燃料电池技术所面临的难题。
目前,科学家们正在研究开发一些新型的储氢或储甲醇技术,如将氢气储存于固体材料中,或者将甲醇直接储存于燃料电池的反应膜中等。
(3)生产成本有所下降从一开始的高成本,到现在的生产工艺逐渐成熟,燃料电池技术的生产成本逐渐降低。
科学家们正在不断寻求降低材料成本,提高生产效率的方法。
2. 市场前景燃料电池技术市场前景广阔,这一点早已不是业内人士的秘密。
特别是在汽车领域,燃料电池车已经成为了各大汽车厂商争相研发的领域,而其中日系汽车厂商尤为突出。
燃料电池车的优点不仅在于环保,同时在功率、稳定性等方面也有所突破。
以丰田的Mirai为例,它的最大功率达到了154马力,最大续航里程也能够达到了502公里,相比燃油车有了明显的提升。
而在价格上,基于国家对新能源的支持,燃料电池车也有了一定的降价幅度。
另外,燃料电池技术还具有广泛的适用性,可以用于移动电源、航空航天器、及家庭应用等领域。
燃料电池技术不仅可以涉足汽车领域,还可以延伸到各个领域,具有强大的市场竞争力。
3. 未来发展从技术趋势上看,燃料电池技术未来的发展方向将主要集中在以下几个方面:(1)提高燃料电池的功率密度目前,燃料电池的功率密度仍然较低,也就是说燃料电池发电效率有待进一步提升。
燃料电池技术的发展现状及趋势分析
燃料电池技术的发展现状及趋势分析目前,燃料电池技术已经取得了长足的进展,应用领域也在逐渐扩展。
首先是交通运输领域。
燃料电池汽车已经投入使用,并且在一些发达国家如美国、日本、德国等得到了推广。
燃料电池汽车具有零排放、长续航能力、短充电时间等优点,成为未来汽车发展的一种重要选择。
其次是航空、船舶领域。
燃料电池可以提供高能量密度,轻质的燃料,未来有望替代传统燃料,使得航空、船舶的运行更加环保和高效。
再次是移动电源领域。
燃料电池技术可以为手机、平板电脑等设备提供可持续的电力支持,解决了传统电池充电周期短、纯电动设备使用时间有限等问题。
燃料电池技术在国内外得到了广泛的研究和开发。
国内燃料电池产业链也在不断完善。
例如,国内已经有多家企业研发出了自主品牌的燃料电池汽车,并开始批量生产。
在政策支持和市场推动下,国内燃料电池产业链逐渐形成,包括燃料电池材料、燃料电池系统、燃料电池汽车制造等各个环节的发展。
同时,国内大力推进氢能源产业发展,使得燃料电池技术得到了更多的关注和投入。
燃料电池技术的发展趋势主要有四个方面。
首先是材料技术的研发。
燃料电池的核心是电极和电解质材料,研发高效、稳定、廉价的材料是实现燃料电池商业化的关键。
因此,研究人员将继续在材料方面开展深入研究,以提高燃料电池的性能和降低成本。
其次是技术集成的发展。
燃料电池系统需要与氢气供应、氧气供应、电控系统等各个部件进行集成,使得整个系统的性能更为稳定和可靠。
因此,技术集成将成为未来燃料电池系统研究的重点。
再次是氢能源基础设施的建设。
燃料电池技术的发展离不开氢气供应设施的建设,包括氢气生产、储存、运输等环节的完善。
最后是政策和市场的推动。
政策的支持和市场的需求是燃料电池技术商业化的重要保障。
各国政府将继续出台有利于燃料电池技术发展的政策,并加强市场推广,以推动燃料电池技术在各领域的应用。
总之,燃料电池技术作为一种高效、清洁、可持续的能源转换技术,具有广阔的发展前景。
燃料电池的技术现状和发展趋势
燃料电池的技术现状和发展趋势燃料电池是一种无污染、高效能的能源转化设备,近年来得到了越来越多的关注和应用。
本文将围绕燃料电池的技术现状和发展趋势,从以下三个方面进行介绍。
一、燃料电池的技术现状燃料电池是一种能够将氢气、甲烷等可再生能源转化为电能的装置,也可以利用能源颗粒,如氢离子、氧化物离子等,在经过化学反应后产生电能。
据统计,目前已经研制出多种类型的燃料电池,并投入了大量的应用。
一般来说,燃料电池主要包括固体氧化物燃料电池、质子交换膜燃料电池、碱性燃料电池、直接甲醇燃料电池等几种类型。
其中,PEM燃料电池是目前最为成熟、商业化应用最广泛的燃料电池类型之一,其具有体积小、质量轻、响应速度快等优点。
二、燃料电池的发展趋势(1)实现规模化、商业化应用尽管燃料电池技术的研究已经有了很长时间,但是其应用仍然非常有限。
未来,燃料电池仍然需要从实验室走向市场,实现规模化生产,并被广泛运用于汽车、铁路、海运等领域。
(2)持续提高燃料利用率和能量效率燃料电池的燃料利用率和能量效率是影响其应用价值的重要参数。
因此,未来燃料电池厂商应当继续强调技术改进,不断提高电池的燃料利用率和能量效率。
(3)开发新型催化剂在燃料电池的运行过程中,催化剂是十分重要的因素。
因此,开发新型催化剂,提升燃料适用能力和普适性,已成为燃料电池技术领域的新任务。
三、燃料电池的优缺点(1)优点① 燃料电池可以利用多种化学能源进行转化,具有能源利用效率高、效能高的特点。
其转换效率可达50%以上。
② 燃料电池不需要燃烧,因此排放无害物质,而且还可以减少有害气体的排放。
③ 燃料电池拥有体积小、质量轻、响应速度快等优点,因此在汽车、铁路、海运等领域具有广泛的应用前景。
(2)缺点① 燃料电池制造成本高,封装要求严格,还需要维护大量设备。
② 燃料电池塑料薄膜等零部件的封装性能、生长性高,需要不断地加强研发。
综上所述,燃料电池的技术现状和发展趋势十分值得我们关注。
燃料电池行业现状分析报告及未来五至十年发展趋势
燃料电池行业现状分析报告及未来五至十年发展趋势一、引言燃料电池作为一种清洁能源技术,在解决能源和环境问题方面具有广阔的前景。
本文将对燃料电池行业的现状进行深入分析,并展望未来五至十年的发展趋势。
二、现状分析1. 市场规模目前,燃料电池行业的市场规模正在逐渐扩大。
据市场研究数据显示,2019年全球燃料电池市场规模达到了XX亿美元,预计到2025年将达到XX亿美元,年复合增长率超过XX%。
中国作为全球最大的新能源汽车市场之一,燃料电池汽车的销量也在逐年增长。
2. 技术进展燃料电池技术在过去几年取得了显著进展。
随着材料科学、化学反应工程和电化学等领域的发展,燃料电池的效率和可靠性得到了大幅提升。
同时,燃料电池的制造成本也在逐渐下降,使其更具市场竞争力。
3. 政策支持政府对燃料电池行业的支持也是行业发展的关键因素之一。
各国政府纷纷制定了相应的政策和规划,以鼓励燃料电池技术的推广应用。
例如,中国政府发布了《燃料电池汽车产业发展规划》,计划到2025年,中国燃料电池汽车保有量将达到XX万辆,推动行业迈向更高水平。
三、发展趋势展望1. 技术创新未来五至十年,燃料电池行业将继续进行技术创新,以提高燃料电池的效率和可靠性。
目前,燃料电池在负载能力、耐久性和成本等方面仍存在一些挑战。
因此,加强材料研发、堆设计、系统集成等方面的创新,将是行业发展的重要方向。
2. 建设完善的产业链燃料电池行业需要建立起完善的产业链,包括燃料电池材料、燃料电池堆制造、燃料电池系统集成和燃料电池汽车生产等。
通过产学研合作,加强各环节之间的协同合作,形成技术进步和产业发展的良性循环。
3. 提高市场竞争力燃料电池行业需要降低成本,提高市场竞争力。
随着规模效应逐渐显现和技术进步,燃料电池的制造成本将逐步下降。
同时,进一步推动政策的配套措施,降低燃料电池汽车的购买成本和维护成本,提高用户的接受度和市场需求。
4. 国际合作与交流燃料电池行业需要加强国际合作与交流。
燃料电池技术的现状与发展趋势
燃料电池技术的现状与发展趋势随着国家对环保和新能源的重视,燃料电池技术逐渐成为了新能源汽车领域的新宠。
燃料电池作为一种将化学能转化为电能的装置,有着高效、环保、无噪音等优点,可以用于汽车、船舶、航空等领域。
本文旨在介绍燃料电池技术的现状和发展趋势。
一、燃料电池技术的现状目前,燃料电池技术已经成为了新能源汽车最有前途的发展方向之一。
中国在2018年实施的新能源汽车补贴政策中,对纯电动汽车、插电式混合动力汽车和燃料电池汽车实行同等补贴政策,而在当时的三种新能源汽车中,燃料电池汽车的补贴金额最高,达到了60万元。
早在1993年,日本就已经发布了以燃料电池为动力的Mirai星之子汽车,并于2015年开始在全球范围内销售。
而在国内,北汽新能源和广汽集团等车企也已经推出了燃料电池汽车,并开始了小批量生产。
然而,燃料电池汽车的普及还面临着许多挑战。
首先,燃料电池的可靠性和稳定性有待提高。
现在市场上大部分的燃料电池汽车价格都很高,受到了中高端消费者的欢迎,但是对于大众市场而言,过高的价格无法被接受。
其次,维护和保养燃料电池汽车的成本也不低,目前还有很多零部件需要进口,存在着技术壁垒。
最后,燃料电池还需要建立庞大的加氢站网络来支持其使用,但国内目前加氢站数量远远不足,还需要进一步的建设和完善。
二、燃料电池技术的发展趋势燃料电池技术的发展趋势主要包括三个方面。
首先,燃料电池汽车将逐渐实现大规模商用。
随着技术的不断提高和价格的逐渐下降,燃料电池汽车的规模化生产将逐渐成为可能。
同时,政策层面也将会加大对于燃料电池汽车的扶持和投入,加快其商业化进程。
其次,燃料电池技术将会应用到更多的领域中。
除了汽车领域,燃料电池技术也可以应用于船舶、航空、铁路等领域。
而且,燃料电池还可以被用于储能系统、工业发电等方面,可以发挥出更加广泛的应用价值。
最后,燃料电池技术将更加注重环保。
随着环保的重视,燃料电池技术将会更加注重减少排放量和提高效率。
燃料电池技术发展现状与展望
燃料电池技术发展现状与展望一、燃料电池技术的概述燃料电池(Fuel Cell)是一种利用氢气或其他可燃气体作为燃料,通过化学反应产生电能的装置。
它与传统的化石能源相比,具有高效率、低排放、清洁环保等优点,因此被认为是未来能源领域的重要发展方向之一。
二、燃料电池技术的分类1.按照电解质类型分类:固体氧化物燃料电池(SOFC)、聚合物电解质膜燃料电池(PEMFC)、碱性燃料电池(AFC)等。
2.按照工作温度分类:高温型和低温型。
3.按照应用领域分类:交通运输领域、家庭和商业用途领域、军事应用领域等。
三、全球燃料电池技术现状1.日本:日本在聚合物电解质膜燃料电池技术上处于世界领先地位,并成立了多个相关产业联盟。
2.美国:美国在固体氧化物燃料电池技术上取得了较大进展,并在燃料电池汽车方面有较多的投资和应用。
3.欧洲:欧洲在聚合物电解质膜燃料电池技术上也有很大的发展,同时也在固体氧化物燃料电池技术上进行了一些研究。
四、我国燃料电池技术现状1.我国在聚合物电解质膜燃料电池技术上取得了一定进展,但整体水平与国际先进水平相比还有一定差距。
2.我国在固体氧化物燃料电池技术方面的研究也取得了一些成果,但产业化程度还较低。
3.我国政府对于燃料电池技术的支持力度逐渐加大,相关企业也开始积极投入到该领域的开发和应用中。
五、未来展望1.随着全球环保意识不断增强,清洁能源将越来越受到关注,因此燃料电池技术将会有更广阔的应用前景。
2.未来随着技术不断发展和成本不断降低,燃料电池汽车、燃料电池发电等应用将会逐渐普及。
3.我国在燃料电池领域的投入和研究力度也将会不断加大,未来有望成为全球燃料电池技术的重要参与者和领导者。
六、结论总体来看,燃料电池技术作为一种清洁高效的能源技术,具有广阔的应用前景。
虽然目前国际上已经有很多相关技术成果,但我国在该领域的发展也正在逐步加强。
未来,我们需要不断加大对于该领域的投入和支持,以推动我国燃料电池技术的快速发展。
近年来我国燃料电池发展的现状及趋势
近年来我国燃料电池发展的现状及趋势近年来,我国在燃料电池技术发展方面取得了重大进展,并在国内市场逐步推广应用。
燃料电池是一种新型能源技术,能够提供电力和热能,同时还具有环保、高效等优点。
本文将回顾近年来我国燃料电池的发展现状及未来趋势。
一、背景介绍燃料电池作为新能源技术之一,其研究和开发始于上世纪60年代,目前已被广泛应用于汽车、电力、航空航天等领域。
随着我国对环保、可持续发展问题的日益重视,燃料电池逐渐成为了一种备受关注的新型清洁能源。
特别是在国家政策的支持下,我国燃料电池产业步入了快速发展的轨道。
二、发展现状1.技术成熟度不断提高在技术研发方面,我国的燃料电池技术已经取得了一系列重大突破。
目前,我国已经形成了一批燃料电池产品的研发生产团队和企业,且研发成果不断涌现,技术水平逐步提高。
2.市场逐渐扩大燃料电池在全球范围内的应用及推广进程,与全世界燃料电池市场发展程度密切相关。
目前,我国的燃料电池市场正逐渐扩大,汽车、工业和家庭等多个领域均有涉及。
例如,德国的BALLARD公司在国内市场已有着广泛的应用,一些企业也已经完成了氢能站的部署和试运行。
3.重点研究领域目前,我国燃料电池的研究重点主要体现在以下几个方面:(1)多领域应用。
例如,燃料电池汽车已成为新能源汽车的重要组成部分。
(2)提高燃料电池系统效率。
燃料电池系统的效率直接影响到其应用的经济和环境效益,因此如何提高其效率成为了研究的重点之一。
(3)研究新型材料。
新型材料的研究将有助于制造更高效的燃料电池。
三、未来趋势1.燃料电池逐渐普及在国家政策的支持下,燃料电池逐渐成为新能源汽车、家庭等领域的重要组成部分,其应用前景十分广阔。
未来,随着氢气产生等制氢技术的不断提高,燃料电池的成本也将逐步降低,其性价比将会逐渐得到提高,从而进一步推动其市场应用。
2.技术发展将更加成熟我国在燃料电池技术研究方面已经取得了不俗的成就,但与世界先进水平相比,仍有一定差距。
燃料电池技术的现状与发展前景
燃料电池技术的现状与发展前景随着环保意识的增强以及对化石能源的依赖性不断减弱,新能源技术的发展逐渐成为全球范围内的热门话题。
其中,燃料电池技术作为一项非常重要的高效能源技术,备受各国政府和企业的关注。
那么,燃料电池技术的现状是怎样的?未来又有哪些发展前景呢?一、燃料电池技术的现状分析燃料电池是一种基于化学反应产生电能的新型电池。
近年来,随着燃料电池技术的快速发展,它的应用范围不断扩大。
目前,燃料电池主要用于交通工具、电力加热、微型供电等领域。
从目前全球的燃料电池技术发展情况来看,日本、欧美等发达国家和地区的企业在燃料电池技术研发方面处于领先地位。
美国通用汽车公司、日本本田汽车等企业相继推出了基于燃料电池的汽车,而欧洲燃料电池研究和开发中心(JRC)则在欧洲大规模推广燃料电池公交车。
同时,目前全球的燃料电池技术还存在一些问题。
比如,成本较高、生产难度较大等。
因此,在燃料电池技术面临的诸多挑战中,降低成本、提高效率是当前燃料电池技术发展最重要的问题。
二、燃料电池技术的未来前景展望尽管目前全球燃料电池技术还存在一些问题,但是其研发潜力和应用前景依然广阔。
预计到2030年,全球燃料电池的市场规模将会达到500亿美元以上。
作为一种高效新能源技术,燃料电池技术的未来应用前景将非常可观。
未来燃料电池将应用于更广泛的范围,包括家庭、企业、交通等领域。
而且,随着技术的不断成熟,燃料电池的成本将不断降低,而能量转换效率将会不断提高,这将进一步推动燃料电池技术的发展。
未来燃料电池技术的发展趋势和方向主要集中在以下几个方面:1、混合式动力设备的应用未来燃料电池技术将逐渐应用于混合式动力设备,例如燃料电池/锂离子电池混合系统。
这种系统能够充分发挥燃料电池的高效能源特点,同时又能够利用锂离子电池的短时间高功率输出特性,从而达到更高效的电能转换。
2、新型催化剂的研发降低燃料电池的成本是当前最为重要的问题之一。
为了解决这一问题,燃料电池中的催化剂需要不断改进和优化,以提高催化剂的效率,降低催化剂成本。
燃料电池系统及部件发展现状与趋势
燃料电池系统及部件发展现状与趋势燃料电池(Fuel Cells)是一种将化学能直接转化为电能的装置,通过氢气与氧气的反应产生电能和热能。
相较于传统燃烧发电方式,燃料电池具有高效、环保、静音等优势,被广泛应用于交通工具、能源储备、军事领域等多个领域。
随着全球对环境保护和可再生能源的重视,燃料电池系统及部件的发展得到了极大的推动。
本文将分析燃料电池系统及部件的现状和趋势。
1.系统的发展现状和趋势燃料电池系统一般由氢气供应系统、氧气供应系统、燃料电池堆、电子控制系统和冷却系统等部分组成。
目前,燃料电池系统的发展主要集中在以下几个方面:-提高功率密度:燃料电池系统的功率密度是衡量其性能的重要指标,目前燃料电池系统的功率密度已逐渐增加,能够满足更多应用需求。
-延长使用寿命:燃料电池系统的使用寿命直接影响其经济性和可行性。
通过改进电池材料和设计,延长燃料电池系统的使用寿命已经成为重要的研究方向。
-降低成本:燃料电池系统的成本一直是限制其商业化应用的主要问题。
目前,通过降低材料成本、提高制造工艺和规模化生产等途径,燃料电池系统的成本已经有所下降。
-提高可靠性:燃料电池系统的可靠性是其应用范围广泛的关键。
通过改进系统设计、增强故障检测和故障处理能力等措施,燃料电池系统的可靠性得到了大幅提升。
未来燃料电池系统的发展趋势包括:-多能源系统开发:燃料电池系统可以与太阳能、风能等多种能源相结合,形成多能源系统,实现更高的能源利用效率。
-系统集成化:燃料电池系统的集成化发展能够进一步降低系统的成本和体积,提高系统的性能和可靠性。
-智能化控制:燃料电池系统的智能化控制可以提高系统的运行效率和稳定性,实现智能化能源管理。
-材料创新:燃料电池系统的关键材料如电解质、电极等的创新可以提高系统性能,降低成本。
2.部件的发展现状和趋势燃料电池系统的部件包括氢气供应系统、氧气供应系统、燃料电池堆、电子控制系统、冷却系统等。
目前,燃料电池系统各个部件的发展也取得了很大进展:-氢气供应系统:氢气供应系统是燃料电池系统的关键部件之一,目前已经有多种氢气供应方式,如压缩氢气罐、液态氢气储罐和固态氢气存储材料等。
燃料电池汽车技术现状与发展趋势分析
燃料电池汽车技术现状与发展趋势分析近年来,低碳环保成为全球汽车行业发展的主要趋势。
燃料电池作为一种新型的清洁能源,以其高效、无污染的特点备受关注。
燃料电池汽车是一种利用氢气作为燃料进行动力转换的汽车,其优点包括零排放、高效率、低噪音等,是未来汽车发展方向的趋势之一。
本文将对燃料电池汽车技术的现状与发展趋势进行分析。
一、燃料电池汽车技术现状目前,燃料电池汽车技术已经进入了商业化阶段。
按照燃料电池的不同类型,可分为质子交换膜燃料电池(PEMFC)、固体氧化物燃料电池(SOFC)和碱性燃料电池(AFC)等。
其中,PEMFC最为成熟,也是目前商业化应用最广泛的燃料电池汽车技术。
在国内,北汽新能源、比亚迪等车企已经成功推出了多款燃料电池汽车,并开始进行批量生产。
目前,我国燃料电池汽车的总量已经超过1000辆,但还远远满足不了未来市场的需求。
因此,燃料电池汽车技术的进一步发展仍需加强。
二、燃料电池汽车技术发展趋势1.燃料电池核心技术持续提升燃料电池核心技术是影响燃料电池汽车发展的最重要因素。
在氢气储存、电化学催化和高温材料等方面,燃料电池汽车技术仍需进一步提升。
特别是在氢气储存方面,目前的技术存在成本高和安全隐患等问题,需要不断研究和创新。
2.燃料电池汽车商业化加速随着燃料电池汽车技术的不断成熟,燃料电池汽车商用化步伐正在加速。
同时,政府对燃料电池汽车的支持力度也在不断加大,为燃料电池汽车的发展提供了良好的政策环境。
未来,燃料电池汽车将逐渐进入大众市场,并占据汽车市场的一定份额。
3.燃料电池汽车关键零部件国产化燃料电池汽车关键零部件的国产化将有助于减少对进口零部件的依赖,节约成本,同时提高燃料电池汽车产业的自主创新能力。
目前,国内燃料电池核心部件的国产化率已经有所提高,但整个产业链的国产化率仍然不高,需要进一步加大投入。
4.燃料电池汽车应用场景不断拓展燃料电池汽车应用场景的不断拓展也是未来发展的重点之一。
目前,燃料电池汽车主要应用于出租车、公交车等城市公共交通领域。
燃料电池技术开发现状及发展趋势
燃料电池技术开发现状及发展趋势燃料电池技术是一种新型的能源转换和利用技术,具有高效、低污染等优点,已经被广泛应用于汽车、电力、热力等领域。
本文将对燃料电池的技术开发现状和未来的发展趋势进行探讨。
燃料电池技术开发现状目前,全球燃料电池技术开发已经进入了一个快速发展的阶段。
各种类型的燃料电池已经在各个领域得到了广泛的应用,其主要分为:聚合物膜燃料电池、固体氧化物燃料电池和碱性燃料电池三种类型。
聚合物膜燃料电池适用于小功率设备,如笔记本电脑、手机等。
该类型燃料电池具有能量密度高、体积小、重量轻、启动响应快的特点,可以解决一些移动设备需要长时间使用或远离电源的问题。
固体氧化物燃料电池的主要应用领域是分布式电源和透平废热利用等方面。
该类型的燃料电池具有高能量密度和高效率等特点,且可用多种燃料驱动。
碱性燃料电池适用于中等到大功率电源设备,比如汽车、火箭发动机等。
其优势在于操作温度低、容量大、轻量化等方面表现突出,适合于长时间高负载运转的场景。
发展趋势未来,随着世界能源问题的日益突出,燃料电池技术作为一种全新的清洁能源技术将得到更加广泛的应用。
我们可以预见到以下两个方向是未来燃料电池技术的主要发展方向:1. 提高效率和降低成本随着新型材料的研究开发,燃料电池的效率将不断提高,并且成本也将不断降低。
其中,催化剂的选择被认为是影响燃料电池成本的主要因素之一。
2. 燃料多样化目前,燃料电池的主要燃料是氢气,而未来燃料电池的燃料将更加多元化。
如利用生物质转化为高度纯化的氢燃料,生产可再生的燃料电池,或通过电解水制氢等。
结语综合来看,燃料电池技术在未来的发展方向主要是提高效率、降低成本和采用多样化燃料,这些发展趋势必将推动清洁能源技术的逐步完善和应用。
无论从环保还是资源利用的角度来看,燃料电池技术的发展与应用无疑是一个可持续发展的可行方案,它将会在未来发挥越来越重要的作用。
燃料电池技术的现状与未来发展
燃料电池技术的现状与未来发展随着国内外能源危机日益严重以及全球气候变暖问题日益突出,对新型能源的研究和开发也越来越引起人们的关注。
作为一种新型能源,燃料电池技术具有很大的发展潜力,并且可以成为解决能源问题和环境问题的重要手段。
本文将对燃料电池技术的现状以及未来发展进行探讨。
一、燃料电池技术的现状燃料电池是一种将化学反应能转化为电能的设备,其原理是将燃料在电极上氧化,产生自由电子和离子,并在另一电极上与氧气反应生成水和电能。
燃料电池可以根据不同的燃料类型划分为氢燃料电池、甲烷燃料电池、乙醇燃料电池、甲醇燃料电池等。
燃料电池技术有很多优点,如高能量效率、零排放、噪音低、可靠性高等。
目前,世界上燃料电池的主要应用领域是交通运输。
燃料电池汽车可以实现零污染、零排放、高效能,并且具有很好的节能环保效果。
九巴在香港已经投入使用了燃料电池公交车,并且不断拓展燃料电池车辆的规模。
在我国,燃料电池汽车的研发也取得了重要进展,已经有多家企业推出了自主研发的燃料电池汽车,并且投放市场。
此外,燃料电池技术在一些特殊领域也有广泛应用,如航空航天、军事、电力、供热等。
二、燃料电池技术的未来发展1、技术进一步成熟燃料电池技术在实际应用过程中还存在一些技术难题,如寿命、成本、可靠性等问题。
未来,需要加强与其他领域的合作,不断提高燃料电池技术的成熟度,降低制造成本,并优化各种燃料电池系统的性能。
2、量产概念逐渐明晰由于制造成本较高,燃料电池汽车目前的销售价格还比较昂贵,因此燃料电池技术的未来发展方向是要实现大规模量产。
伴随科技的革新和经济规模发展,相信这一目标将会越来越明晰。
3、应用领域逐步扩大未来,燃料电池技术可能不仅仅用于交通运输领域,也可能用于其他领域。
如电力、能源储存、供热等方面,燃料电池都有应用潜力。
4、国际合作加强目前,燃料电池技术的研究和应用都是跨国合作的重要领域。
未来,随着国际合作的深入和加强,燃料电池技术的应用领域和技术水平将会更进一步。
新型燃料电池技术的发展现状和前景
新型燃料电池技术的发展现状和前景随着能源危机的加剧和环保意识的提高,能源革命已成为当今时代的热门话题。
新型燃料电池技术作为未来能源的重要组成部分,其发展现状备受关注。
本文将着重探讨新型燃料电池技术的现状和前景。
一、新型燃料电池技术的发展现状燃料电池技术是一种典型的清洁能源技术,其在利用水、氢等燃料的同时,能够对环境产生极小的影响。
以燃料电池作为动力系统的汽车已成为低碳经济发展的新趋势。
据统计,目前全球共有燃料电池车在运行,其中日本的东京、德国的柏林和美国的洛杉矶是燃料电池车最集中的地区。
在新型燃料电池技术的发展中,以贵金属催化剂为基础的传统燃料电池技术由于成本高、安全性差等问题,被新型燃料电池技术所取代。
其中以可再生有机物燃料电池、固体氧化物燃料电池和碱性燃料电池等技术最为引人注目。
可再生有机物燃料电池具有使用范围广、低成本、高效能等优点。
适用于垃圾、废弃物和农业废弃物等通过微生物发酵而生产的燃料。
试验结果表明,可再生有机物燃料电池的效率可以达到70%~90%。
固体氧化物燃料电池的工作温度较高,可以直接利用天然气、甲醇等底物发电,效率可达50%以上。
碱性燃料电池是新型燃料电池技术中成本最低、效率最高、维护最简单的一种。
它使用氢氧化钾和电解质产生电,输出电压比较低,但却容易实现。
以上三种技术都具有很大的发展前景。
二、新型燃料电池技术的前景展望新型燃料电池技术是未来能源发展的重要方向。
在国家政策的推动下,我国燃料电池技术已经开始迅速发展。
越来越多的企业加入到燃料电池领域,大力推广燃料电池汽车的研发和生产。
当前,新型燃料电池技术在应用方面仍存在一些障碍,其中最主要的问题是成本和可靠性问题。
要想推广新型燃料电池技术,首先需要将其成本降至与传统能源系统相当,同时还需提高其可靠性和安全性,才能够逐步取代传统能源系统。
虽然面临着诸多挑战,但是新型燃料电池技术具有巨大的发展潜力。
在能源环保方面,其具有显著的优越性,不仅可以降低环境污染,还可以为人类提供更为清洁的能源。
燃料电池技术开发现状及发展趋势
燃料电池技术 开发现状及发展趋势
■ 文/王 诚 清华大学核能与新能源技术研究院
燃料电池(Fuel Cell)是一种高 效、环境友好的新能源发电装置,能将 燃料的化学能通过电化学反应直接 转化为电能。在工作原理和方式上,燃 料电池与普通电池(B a t t e r y)存在差 别 :燃料电池的正、负极本身不包含 活性物质,只是电催化和集流的转换 元件,也是电化学反应的场所。燃料电 池是开放体系,活性物质储存在电池 之外,只要不断地供给燃料和氧化剂 就能连续发电,因而容量很大。同时, 燃料电池还是一个复杂的系统,一般 由燃料和氧化剂供应系统、水热管理 系统以及控制系统等多个子系统组 成。而普通电池是简单的封闭体系,放 电容量有限,活性物质一旦消耗光,电 池寿命即告终止,或者必须充电后才 能再次使用。
二、燃料电池技术现状及趋势
A F C在 陆 地 上 使 用 会 受 到 空 气 中C O2的毒化,导致其使用寿命较短, 因此除在航空航天领域外,大部分的
38 Advanced Materials Industry
INSIGHT 透 视
碱性燃料电池研究工作都在 20世纪 七八十年代中止了。目前只有英国和 比利时的合资公司零排放汽车公司 (Z E C V O)等少数几个公司在继续碱 性燃料电池在地面上应用的研究与开 发。如果在今后的发展中,能够克服如 电 解 质C O2毒 化 的 技 术 难 关,A F C有 可能再次回到人们的视野中。
P A F C作 为 一 种 技 术 最 成 熟、发 展最快、最接近实用的燃料电池,曾引 起人们极大地关注。美国国际燃料电 池公司(I F C)与日本东芝公司联合组 建 的O N S I公 司 在P A F C技 术 上 处 于 世界领先地位,1990年开始向全世界 销 售 200k W的P C25型P A F C固 定 电 站系统,最长满负荷连续运行时间达 到 9500h,最长运行时间达到 3.7万h, 接近商业化目标要求的 4万h。该公司 已经在美洲、欧洲、亚洲和澳洲出售了 约 260套P A F C电池,但因价格昂贵前 景并不乐观。作为一种新型发电技术, P A F C若要获得社会的广泛认可和使 用,还需要进一步改进性能,降低制造 成本。亟待解决以下课题 :①提高电 池功率密度 ;②延长电池使用寿命, 提高其运行可靠性 ;③进一步降低电 池制造成本。
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DICP, CAS, China
我国正在PEMFC领域开展工作
During 2002-2005, Fuel Cell Buses and cars were developed for test and demonstration.
BK6110
Max Speed () km/h Acceleration 0-50 km/h (s) Climb Rang (km) Fuel Consumption kg/100km
1.1
Current Density (A/cm )
DICP, CAS, China
DICP电堆的低/加压性能与Ballard对 比
进气压力MPa 膨胀石墨板(MEA_III) V@500mA/cm2 膨胀石墨板(MEA_III) V@1000mA/cm2 复合金属板(MEA_IV) V@500mA/cm2 复合金属板(MEA_IV) V@1000mA/cm2 BallardMK902模块 @1000mA/cm2 低压 0.67 ⎯ 0.708 0.608 @800mA/cm2 ⎯ 0.1 0.725 0.610 @800mA/cm2 0.746 0.69 @800mA/cm2 ⎯ 0.2 0.74 0.554 0.765 0.653 0.63
燃料电池技术现状与发 展趋势
中国科学院大连化学物理研究所 大连新源动力股份有限公司 衣宝廉
2005-6-29
现在生活、生产用能
固定能源:电网的电 (水电、火电、核电、风能发电、太阳能发电等) 移动动力源:以石油为代表的液体燃料(汽车、飞机等) 化学电源-电池(手机、各种小型电动工具)
后石油时代大型移动动力源如汽车动力源如何解决 1)生物燃料如生物柴油、乙醇等 2)开发高比能量的二次电池,发展电动车 3)以氢为能量载体,用燃料电池发电即所谓氢能经济
电机功率:24KW FCE功率:30KW 电池组:30AH 最大时速:108.3 km/h 爬坡度:> 20% 加速性能:14.9s(0-80km) 续驰里程:209 km 经济性: 1.394kgH2/100km
DICP, CAS, China
我国正在PEMFC领域开展工作
ChaoYue 3
Power Motor Power Max Speed Acceleration Climb Rang Fuel Consumption
W/KG
指标 30 150 50 50 满足装车要求 75
轿车
40(46)
城市客车 100(130) 127 56 52,3 满足
单车行驶大于一万公 里加压电池:二十次工况循环, Nhomakorabea驶三千公里。
161 52,4 46,4 满足
行驶大于一万公里
电池模块效率 % 电池系统效率 % 体积 寿命 小时
1000小时,头1000小时 衰减2%
DICP, CAS, China
电池组的并串联技术
16
8
4
2
1
16
8
4
2
1
DICP, CAS, China
国内碱性燃料电池技术现状及发展趋势
AFC特点
高效、高比能量、高可靠性,电池效率高 达50 ~70%
AFC应用范围
特别适于载人航天飞行
AFC技术现状及发展趋势
燃料电池系统通过环模实验,但液氢、液 氧罐仅试制地面实验样品,若有需求,仍 需进行研发
交流用户或并网
电池组
氧源
纯氧或空 气
控制
传感元件、 执行 元件与软件
排 热
余热利用
热水或发电
水回收及净化
DICP, CAS, China 燃料电池系统
PEMFC电堆关键零部件
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常规五层MEA的制备工艺
常用的制备工艺
先把催化层做到扩散层上制得多孔气体扩散 电极,再通过热压的方法把多孔气体扩散电 极与质子交换膜组合形成MEA 形成常规疏水或亲水催化层型MEA一般是5
DICP, CAS, China
与国外的差距(一)
性能指标
额定操作电流密度→比 功率
国内 国际 额定电流密 度 500- 1000 600 200- 250 300 1260 2200 高
寿命与可靠性
改进MEA结构,批量生产增强 膜,加速研发高温膜、碳纸等 关键材料国产化
mA/cm2
使用电流密 度mA/cm2
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我国“九五”攻关重点项目
国家科技部:燃料电池技术 中科院重大项目、特别支持项目:燃料电池技术 主攻方向:PEMFC 其它包括:MCFC、SOFC、DMFC 主要依托单位:中科院大连化学物理研究所
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我国正在PEMFC领域开展工作
国家科技部863电动汽车重大专项设立“燃料电池 电动汽车”课题; 国家科技部启动973基础研究项目:氢能的规模 制备、储运和相关燃料电池的研究; 中国科学院启动院知识创新工程重大项目:大功 率质子交换膜燃料电池发动机及氢源技术; 另外,国内多家科研机构和高校相继投入资金在 燃料电池及氢能领域开展研发工作;
额定功率 过载功率 启动时间
质量比功率 冷怠:17 s 热怠:1.6s 冷额:115s 热额:29s
40.39 kW
161 W/kg 92.65 % 50.44%
氢利用率 电堆效率
电池系统效 46.26 % 率
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新源动力40kW低压发动机性能
额定功率 过载功率 启动时间 41.7 kW 46.1 kW 冷怠:0.2s 热怠: 0.2s 冷额:98.4s热额:8s 95.7 % 52.4 %
DICP, CAS, China
大连化物所碱性燃料电池系统
A型碱性石棉膜氢氧燃料电池 主要应用:载人航天
B型碱性石棉膜氢氧燃料电池 主要应用:低空侦察
DICP, CAS, China
我国研制的碱性燃料电池系统性能
项 目
正常输出功率kW.台-1 峰值输出功率kW.台-1 工作电压 / V 整机质量 / kg 整机体积 / cm3 寿命 / h 氢氧气工作压力/MPa 工作电流密度/ mA.cm-2 电解质KOH浓度/ % 排水方式 启动次数 大连化学物理研究所 A型石棉膜型AFC 0.50 1.0 28 ± 2 40 22*22*90 > 450 0.15 ± 0.02 100 40 静态 > 10 大连化学物理研究所 B型石棉膜型AFC 0.30 0.6 28 ± 2 60 39*29*57 > 1000 0.13∼0.18 (区间) 75 40 静态 > 10 动态 > 10 天津电源研究所 石棉膜型AFC 0.3~0.5 0.7 28 ± 2 50 50,000 >500 0.2±0.015 125
规模
1-100kW 1-300kW 1-1000kW 1-2000kW 250-2000kW 1-100kW
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国外碱性燃料电池(AFC)的研究
美国Pratt-Whitney公司为Apollo 设计的 PC3A电池系统
航天飞机(Shuttle)用碱 性石棉膜型氢氧燃料电池
质量比功率 150W/kg
60000 50000
氢利用率 电堆效率
0 500 1000 1500 2000
40000
30000
20000
10000
0
-10000
电池系统效 46.40 % 率
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神力公司的100kW低压FCE性能
额定功率 过载功率 启动时间 质量比功率 氢气利用率 电池系统效 率 电池堆效率 100kW 130kW 3秒 127W/k g 97% 52.3% 56%
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大化所100kW低压FCE性能
额定功率 过载功率 启动时间 质量比功率 氢气利用率 电池系统效 率 电池堆效率 100kW 130kW 6s 100W/k g 96.7% 47% 54.7%
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十五进展
达到指标与任务要求的对比
项目名称 功率 KW 质量比功率
材料与部件开 发 成本 万元/千
碳纸需进口
1-1,5万元/千瓦
碳纸需进口
DICP, CAS, China
1-1,5万元/千瓦
DICP空气电极性能
性能与国外商品化MEA 相当
1.0 0.9 0.8 0.7
十五进展
Gore MEA MEA_IV MEA_III
Cell Voltage (V)
0.6 0.5 0.4 0.3 0.2 0.1 0.0 0.0
Operation Condition: o TH2=TAir=60 C, Tcell=65oC PH2=PAir=0.025MPa H2 Utilization:80% Air Utilization:40% 2 S=122cm
0.1 0.2 0.3 0.4 0.5 0.6 0.7
2
0.8
0.9
1.0
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我国正在PEMFC领域开展工作
在燃料电池中巴研制方面取得进展
第一代 2001年8月
30kW氢/氧电池组 手动控制
第二代 2002年11月
40kW氢/空电池组 闭环全自动控制 DICP, CAS, China
我国正在PEMFC领域开展工作
在燃料电池城市大巴研制方面取得进展
BF6120 86 30.9 >18% 250 4.8-9.5
Citaro (DaimlerChrysler) 80 20 >20% 200-250 17-30 DICP, CAS, China