燃料電池電堆的國(guó)產(chǎn)化材料替代進(jìn)程正在加速,質(zhì)子交換膜方面,國(guó)內(nèi)企業(yè)已開發(fā)出全氟磺酸質(zhì)子交換膜,性能接近進(jìn)口產(chǎn)品,價(jià)格降低 30% 以上;催化劑方面,低鉑催化劑的鉑用量已降至 0.15g/kW 以下,非鉑催化劑在實(shí)驗(yàn)室階段已取得突破;雙極板方面,國(guó)產(chǎn)石墨雙極板的加工精度和導(dǎo)電性達(dá)標(biāo),金屬雙極板的涂層技術(shù)日趨成熟;密封件方面,國(guó)產(chǎn)橡膠密封圈的耐溫、耐老化性能已能滿足電堆需求。國(guó)產(chǎn)化材料的推廣應(yīng)用,不降低了電堆成本,還提高了產(chǎn)業(yè)鏈的自主可控能力。?燃料電池電堆的國(guó)產(chǎn)化率提升推動(dòng)產(chǎn)業(yè)快速發(fā)展!重慶重卡續(xù)航提升燃料電池電堆檢測(cè)認(rèn)證
燃料電池電堆的成本構(gòu)成中,材料成本占比超過 70%,其中催化劑(主要是鉑)、質(zhì)子交換膜和雙極板是成本高的三大部件。以車用燃料電池電堆為例,目前成本約為 1500-2000 元 /kW,遠(yuǎn)高于傳統(tǒng)內(nèi)燃機(jī)和鋰電池系統(tǒng)。降低成本的主要路徑包括:減少鉑用量(從目前的 0.15-0.2g/kW 降至 0.1g/kW 以下)、開發(fā)低成本非鉑催化劑、采用金屬或復(fù)合材料替代石墨雙極板、規(guī)模化生產(chǎn)以降低單位成本等。隨著技術(shù)進(jìn)步和產(chǎn)量提升,預(yù)計(jì) 2030 年車用燃料電池電堆成本可降至 500 元 /kW 以下,具備商業(yè)化競(jìng)爭(zhēng)力。?重慶系統(tǒng)集成燃料電池電堆檢測(cè)認(rèn)證大功率燃料電池電堆已成功應(yīng)用于重型商用車領(lǐng)域!
雙極板是燃料電池電堆的關(guān)鍵結(jié)構(gòu)件,主要功能包括傳導(dǎo)電流、分配反應(yīng)氣體、移除反應(yīng)產(chǎn)物水及支撐膜電極組件。雙極板的材料選擇直接影響電堆的重量、體積、成本和耐久性。目前常用的雙極板材料有石墨、金屬和復(fù)合材料三類:石墨雙極板導(dǎo)電性好、耐腐蝕性強(qiáng),但加工難度大、重量重;金屬雙極板(如鈦合金、不銹鋼)強(qiáng)度高、加工性好,可實(shí)現(xiàn)輕量化,但需通過涂層處理解決腐蝕問題;復(fù)合材料雙極板結(jié)合了兩者優(yōu)勢(shì),具有重量輕、成本低的潛力,是當(dāng)前的研究熱點(diǎn)之一。?
分布式發(fā)電用燃料電池電堆通常采用大功率設(shè)計(jì),功率范圍從幾十千瓦到幾百千瓦不等,主要用于醫(yī)院、數(shù)據(jù)中心、工業(yè)園區(qū)等場(chǎng)所的備用電源或離網(wǎng)供電。這類電堆注重長(zhǎng)期穩(wěn)定運(yùn)行和能源綜合利用效率,常與余熱回收裝置結(jié)合,將發(fā)電過程中產(chǎn)生的余熱用于供暖、熱水供應(yīng)或驅(qū)動(dòng)吸收式制冷機(jī),實(shí)現(xiàn) “電 - 熱 - 冷” 三聯(lián)供。與傳統(tǒng)柴油發(fā)電機(jī)相比,分布式發(fā)電用燃料電池電堆具有噪音低(運(yùn)行噪音低于 60 分貝)、排放清潔(產(chǎn)水或少量二氧化碳)、維護(hù)成本低等優(yōu)勢(shì),是分布式能源系統(tǒng)的重要組成部分。?燃料電池電堆需搭配空壓機(jī)提供反應(yīng)所需的氧氣;
燃料電池電堆的國(guó)際合作與交流對(duì)技術(shù)進(jìn)步具有重要推動(dòng)作用,目前全球范圍內(nèi)形成了以美國(guó)、日本、德國(guó)為關(guān)鍵的技術(shù)研發(fā)體系,中國(guó)、韓國(guó)等國(guó)家積極參與國(guó)際合作。國(guó)際合作的形式包括聯(lián)合研發(fā)、技術(shù)轉(zhuǎn)讓、標(biāo)準(zhǔn)制定協(xié)調(diào)等,例如中美企業(yè)聯(lián)合研發(fā)高功率密度車用燃料電池電堆,日韓合作推進(jìn)船用燃料電池電堆的標(biāo)準(zhǔn)化。國(guó)際合作不能整合全球資源,加速技術(shù)突破,還能促進(jìn)產(chǎn)業(yè)鏈的全球化布局,降低生產(chǎn)成本,推動(dòng)燃料電池電堆的國(guó)際化推廣應(yīng)用。?石墨材料因?qū)щ娦院贸1挥糜谌剂想姵仉姸央p極板。浙江重卡燃料電池電堆技術(shù)
燃料電池電堆的單電池電壓一般維持在 0.6-0.8V 嗎?重慶重卡續(xù)航提升燃料電池電堆檢測(cè)認(rèn)證
船用燃料電池電堆與車用電堆相比,具有功率需求大、運(yùn)行周期長(zhǎng)、環(huán)境腐蝕性強(qiáng)等特點(diǎn),通常功率從幾百千瓦到幾兆瓦不等,用于內(nèi)河船、沿海船及遠(yuǎn)洋船舶的動(dòng)力系統(tǒng)。船用環(huán)境中高濕度、高鹽霧的特點(diǎn)對(duì)電堆材料的耐腐蝕性提出了更高要求,雙極板需采用耐腐蝕涂層(如金涂層、陶瓷涂層),外殼需采用防水、防腐蝕材料。此外,船用動(dòng)力系統(tǒng)對(duì)可靠性要求極高,電堆需具備冗余設(shè)計(jì)和故障自診斷能力,確保在航行過程中不會(huì)因電堆故障導(dǎo)致動(dòng)力中斷,目前挪威、日本等國(guó)已開展船用燃料電池電堆的示范應(yīng)用。?重慶重卡續(xù)航提升燃料電池電堆檢測(cè)認(rèn)證
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