钜大LARGE | 点击量:1097次 | 2019年05月06日
燃料电池的一些简单介绍
燃料电池的前景
便携式电子设备厂家多年来受LIB的困扰,苦于没有出路,汽车领域里燃料电池的曙光激发出开发小巧燃料电池,一发不可收拾。最先投入研究与开发的是欧美风险企业,日本便携式电子设备制造商跟随其后,紧追不舍,这些厂家参与燃料电池开发,心潮澎湃,各自大胆采用新材料,并且相继获得突破性进展,于2001年里分别发表小巧燃料电池试制品。日本便携式电子机器厂家普遍认为,小巧燃料电池已经达到可以取代LIB的水平。
技术
燃料电池研究与开发集中在四大技术方面:(1)电解质膜;(2)电极;(3)燃料;(4)系统结构。日美欧各厂家开发面向便携电子设备的燃料电池,尤其重视(1)~(3)方面的材料研究与开发,图2列出一些重要的燃料电池研究课题。
燃料电池中仅次于电解质膜的构件材料便是电极材料,通过它可提取出由甲醇溶液经过分解反应生成的H+(质子)和电子。在电极处的反应,Pt发挥催化作用。反应速度是与Pt粒子的表面成正比,所以力求Pt的粒子直径要小,争取每单位重量有更大的表面积。实践证明,Pt粒子的直径一小下来,会出现多个Pt颗粒凝聚而降低催化能力的问题。NEC公司基础研究所发现碳原子纳米锥状结构(CarbonNano-horn)上可附着2nm直径的Pt颗粒(Pt原子直径为0.3~0.4nm),并且Pt不含凝聚。于是,NEC利用CarbonNano-horn材料作为电极试制出以甲醇为燃料的燃料电池。
充电温度:0~45℃
-放电温度:-40~+55℃
-40℃最大放电倍率:1C
-40℃ 0.5放电容量保持率≥70%
燃料电池汽车的车用储氢器必须具有较高的单位质量储氢密度。美能源部认为,车用高压储氢的单位质量密度至少应为6%,即每立方米储存60公斤氢气。为了满足汽车480公里续航能力的要求,一次需储氢大约4到7公斤。目前小型汽车的车用储氢方式大多采用高压储氢,工作压力为70兆帕(Mpa)的碳纤维储氢瓶是目前家用汽车的最佳选择,其售价大约为3000美元。研究人员正在致力于开发新的材料和制造工艺,以进一步降低储氢气瓶成本。目前正在进行的另一研究方向是,通过采用高表面积材料研究低压吸附储存氢气。
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