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催化劑和膜電極成本的探究(一)
2022-07-27

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? ? 第十三屆中國汽車藍皮書論壇于6月10日至12日在合肥舉行。致遠學院常務副院長張俊良出席會議并發表演講。

? ? 張俊良說,目前燃料電池*大的問題之一是其成本,成本是指批量生產的成本。事實上,與長期的大規模工業化還有一點差距。*后,接近內燃機的水平需要達到30美元/千瓦。然而,降低成本的路徑也非常清晰,包括燃料電池催化劑、質子膜、碳紙、雙極板、極流板和冷卻器等關鍵材料和關鍵部件。

? ? 他指出,成本下降的*大預期是燃料電池催化劑和膜電極,因為催化劑膜電極可以占整個電堆成本的七成以上,這是目前成本難以下降的*大原因。因此,他強調,催化劑和膜電極的成本是未來燃料電池*大的瓶頸。

? ? 他說,目前催化劑占整個電堆的成本不是很高。比如生產1000套的時候,只有20%到30%。但是,如果產量增加,比如五十萬套或者一百萬套,單個催化劑成本在電堆中的四成以上,加上膜電極組件、質子膜和包裝,可以達到六成以上。因此,降低催化劑和膜電極成本是燃料電池未來發展的關鍵技術。

? ? 以下是演講實錄

? ? 下午好,尊敬各位嘉賓,媒體朋友!

? ? 我很高興有機會在這里做報告,和你交流。非常感謝賈可博士和錢先生的邀請。這是我第二次參加這次會議。

? ? 我今天的報告題目是“低鉑燃料電池的技術挑戰和應對策略”。

? ? 首先,我們來介紹一下我們的研究所。上海交通大學燃料電池研究所成立于1998年,也是國內首家在高校成立的專業燃料電池研究機構。講座教授1人,教授2人,副教授15余人。我們的研究領域包括質子交換膜燃料電池、固體氧化物燃料電池、鋰電池和儲能電池。我們的研究80%或90%集中在質交膜燃料電池上。

? ? 研究所具有燃料電池催化劑、膜電極、電堆、系統特征、測試、開發和集成的能力。例如,我們有無塵實驗室和各種催化劑分析儀器。制氫電解槽

? ? 對于燃料電池來說,今天這里有很多專家。事實上,這是氫能行業的中心環節。從上游制氫到中游儲氫燃料電池技術和產品水平,決于我們的燃料電池技術和產品水平。在燃料電池中,質子交換膜燃料電池是*活躍的,因為它具有明顯的優勢,即可用于汽車和廣泛的工況變化。

? ? 燃料電池的主要優點是效率高。與內燃機相比,它是綠色無污染的,也被認為是**能源解決方案。它的效率超過60%,負載響應非常快,能量密度非常高。

? ? *近,我們注意到燃料電池汽車充氫5分鐘,可以跑1000多公里。其關鍵材料,特別是電堆、質子膜、碳紙、催化劑、雙極板等。

? ? 從電堆到系統,剛才提到有膜電極組件、極板、流場、端板等輔助部件。制氫電解槽

? ? 這實際上與我們通常看到的內燃機非常相似,也是一個開放的系統。與上述鋰電池*大的區別是,鋰電池是一個封閉的系統,而燃料電池是一個開放的系統,這導致了許多關鍵問題和矛盾。燃料電池系統相對復雜,技術障礙相對較高。

? ? 對于燃料電池,任何工程系統都是一樣的。為了開發出高質量、高科技的燃料電池電堆系統,必須收集所有的元素、材料和部件進行工程優化。

? ? 例如,您需要注意催化劑來減少其電化學膜化,也需要注意對流場設計和歐姆極化,這*終將反映電堆組裝和電堆性能。從燃料電池開發的角度來看,它是整個鏈和整個系統的集成。

? ? 在國際上,燃料電池的使用壽命應該已經達到了汽車的耐久性,這是美國UTC公司發布的公交系統燃料電池可達3萬小時,因此燃料電池的使用壽命越來越高,應能滿足汽車的使用要求。制氫電解槽


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