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中國質(zhì)子交換膜燃料電池的發(fā)展現(xiàn)狀分析

   2012-12-17 鋰電世界佚名24950
核心提示:中國電池網(wǎng) 20世紀(jì)60年代,美國首先將PEMFC用于Gemini宇航飛行。伴隨著全氟磺酸型質(zhì)子交換膜碳載鉑催化劑等關(guān)鍵材料的應(yīng)用和發(fā)展
    鋰電世界  20世紀(jì)60年代,美國首先將PEMFC用于Gemini宇航飛行。伴隨著全氟磺酸型質(zhì)子交換膜碳載鉑催化劑等關(guān)鍵材料的應(yīng)用和發(fā)展,80年代,PEMFC的研究取得了突破性進(jìn)展,電池的性能和壽命大幅提高,電池組的體積比功率和質(zhì)量比功率分別達(dá)到1000W/L、700W/kg,超過了DOE和PNGV制定的電動(dòng)車指標(biāo)。90年代以來,基于質(zhì)子交換膜燃料電池高速進(jìn)步,各種以其為動(dòng)力的電動(dòng)汽車相繼問世,至今全球已有數(shù)百臺(tái)以PEMFC為動(dòng)力的汽車、潛艇、電站在國內(nèi)外示范運(yùn)行。表4-4-1列出了國內(nèi)外開發(fā)的幾種燃料電池汽車的主要性能指標(biāo),性能完全可以與內(nèi)燃機(jī)相媲美。
  表4-4-1 國內(nèi)外開發(fā)的幾種燃料電池汽車的主要性能指標(biāo)
  ChaoYue3(中國)
  Fokus FCV(福特)
  Hydrogen 3(通用)
  Power
  50kW+15Ah
  75kW
  75kW
  Motor Power
  65kW(max)
  70kW(max)
  70kW(max)
  Max Speed
  122km/h
  128km/h
  140km/h
  Acceleration
  19(0~100)
  15(0~100)
  15(0~100)
  Climb
  >20%
  >20%
  >20%
  Rang
  230km
  250km
  400km(liq. H2)
  Fuel Consumption
  1.12kg/100km
  1.76kg/100km
  1.75kg/100km
  
    由于質(zhì)子交換膜燃料電池高效、環(huán)保等突出優(yōu)點(diǎn),引起了世界各發(fā)達(dá)國家和各大公司高度重視,并投巨資發(fā)展這一技術(shù)。美國政府將其列為對(duì)美國經(jīng)濟(jì)發(fā)展和國家安全至為關(guān)鍵的27個(gè)關(guān)鍵技術(shù)領(lǐng)域之一;加拿大政府將燃料電池產(chǎn)業(yè)作為國家知識(shí)經(jīng)濟(jì)的支柱產(chǎn)業(yè)之一加以發(fā)展;美國三大汽車公司(GM,F(xiàn)ord ,Chryster)、德國的Dajmier-Benz、日本的Toytomotor等汽車公司均投入巨資開發(fā)PEMFC汽車。
    處于領(lǐng)先地位的加拿大Ballard公司已經(jīng)開始出售商業(yè)化的各種功率系列的PEMFC裝置。
    在我們有中國科學(xué)院大連化學(xué)物理研究所、清華大學(xué)、上海空間電源研究所、上海神力等很多單位在開展PEMFC的研究,并取得了長足進(jìn)展,接近國外先進(jìn)水平。就技術(shù)而言,千瓦級(jí)的PEMFC技術(shù)已基本成熟,阻礙其大規(guī)模商業(yè)化的主要原因是燃料電池的價(jià)格還遠(yuǎn)遠(yuǎn)沒有達(dá)到實(shí)際應(yīng)用的要求,影響燃料電池成本的兩大因素是材料價(jià)格昂貴和組裝工藝沒有突破,例如使用貴金屬鉑作為催化劑;昂貴的質(zhì)子交換膜及石墨雙擊板加工成本等,導(dǎo)致目前PEMFC成本約為汽油、柴油發(fā)動(dòng)機(jī)成本(50$/kW)的10~20倍。PEMFC要作為商品進(jìn)入市場(chǎng),必須大幅度降低成本,這有賴于燃料電池關(guān)鍵材料價(jià)格的降低和性能的進(jìn)一步提高。
 
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