燃料电池的研究进展

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1、燃料电池的研究进展国内的研究现状早在20世纪50年代，我国就开展燃料电池方面的研究，在燃料电池关键材料、关键技术的创新方面取得了许多突破。政府十分注重燃料电池的研究开发，陆续开发出30kW级氢氧燃料电极、燃料电池电动汽车等。燃料电池技术特别是质子交换膜燃料电池技术也得到了迅速发展，相继开发出60kW、75kW等多种规格的质子交换膜燃料电池组。开发出电动轿车用净输出40kW、城市客车用净输ill100kW燃料电池发动机，使中国的燃料电池技术跨入世界先进国家行列。国内对质子交换膜燃料电池的各个组件的开发研究都取得了较大的进展。催化剂方面：清华大学科

2、研人员研制出新型钠/碳电极催化剂。将碳载体在使川前置于-氧化碳中活化处理，即将碳载体置于流动的一氧化碳气中加热到350^900°C,活化处理1-12h,再用沉淀法把Pt负载到碳载体上，得到Pt/C催化剂；长春应用化学研究所研制出纳米级高活性电催化剂用作阳极催化剂。该催化剂粒度均匀，粒径约（4±0.5）nm,电化学性能优丁•国际同类产品；复旦人序利川沉淀方法在表面活性剂存在时，制得纳米负载壁钳/碳催化剂，该催化剂使用效果非常好；此外，我国科研人员在研究催化剂时普遍把粉末状活性炭加入氯钠酸溶液，再加入过虽「卩醛还原，反应中采用软脂酸、硬脂酸或硅油作

3、为表面活性剂，掺杂组分是Pd、lr、Ru等金属元素或非金属物质Z-。电极组合件方仏北京世纪富原燃料电池侑限公司开发出横板涂敷法，在一片质子交换膜上制作多个膜电极的燃料电池，由一片质了交换膜、多个催化层和多个扩散层纟R成多个膜电极，由多个膜电极和多个导流板组成多个发电单元；北京太阳能新技术公司研制岀陶瓷型无机复合材料厚膜电极，材料中组分质量百分含量为：石墨25%~30%、Ag25%~30%、PbO30%~35%、BO6%~8%、SiO22%~4%,将金属或非金属与导电粉末等氧化物组成的无机粘结剂掺合，丝网印刷，烧结，形成微观网络式导电通道。在质子

4、交换膜方面：清华大学研制出聚偏氟乙烯接枝聚苯乙烯磺酸PEMo聚偏氛乙烯溶于甲棊毗咯烷酮溶剂屮，将该高分子溶液加热至甲基毗咯烷酮的沸腾温度，在该温度下冋流0.5-5h,温度降至90°C,然后向溶液中加入引发剂，在90°C保温1~5h后降至室温,再向溶液屮加入三氯甲烷，直至不溶性固体全部沉淀，将固体取出，加引发剂，再经处理便制得此种质了•交换膜。在双极板方而:天津电源研究所研制岀实用新型双极板，它包括金属板气体反应区域、气体进口、气体出口。金属板上、下面气体反应区域周围分别设有凹杷I,气体进口、气体出口与气体反应区域Z间分别设置有暗孔道。该设计改善

5、了电池组的密封性，延长了其寿命,提高了性能；人连化学物理研究所研制出的双极板由3层薄金属板构成，中间为导电流不透气液的分隔板，两边分别置冇带条状沟槽的导流板，条状沟槽占整个工作面积的50%-80%o这种新颖的设计提高了反应气的利用率，从而提高了电池性能。在电解质方面：吉林人学研制出固体复合电解质，它由基体材料Cel-xRexO2-d和Ni、Al、Co、Na、Ca、K的金属化合物或NiAl化合物添加剂合成,经过混合、研磨、烧结、冷却、粉碎、研磨等工艺制成。它是用模具直接压制成薄片，烧结后强度可达到10MPa。用它作PEMFC电解质，可使川甲醇、乙

6、醇、甲烷和乙烷等多种燃料；上海交通人学研制出新型电解质一带磺酸盐侧基、竣酸盐侧基的聚芳瞇酗，该聚合物可作为PEM的阳离了纽•分。国外的研究现状发达国家都将大型燃料电池的开发作为重点研究项目，金业界也纷纷斥以巨资，从事燃料电池技术的研究与开发，现在已取得了许多重要成果，使得燃料电池即将取代传统发电机及内燃机而广泛应用于发电及汽车上。值得注意的是这种重要的新型发电方式可以人人降低空气污染及解决电力供应、电网调峰问题，2MW、4.5MW、11MW成套燃料电池发电设备已进入商业化生产，各等级的燃料电池发电厂相继在一些发达国家建成。燃料电池的高效率、无污

7、染、建设周期短、易维护以及低成本的潜能将引爆21世纪新能源与环保的绿色苹命。如今，在北美、日木和欧洲，燃料电池发电正以急起宜追的势头快步进入工业化规模应用的阶段，将成为21世纪继火电、水电、核电后的第4代发电方式。燃料电池技术在国外的迅猛发展必须引起我们的足够重视，现在它已是能源、电力行业不得不正视的课题。由于碱性燃料电池在实际使川中，往往采用空气作为氧化剂，会受CO2毒化而大大降低效率和使用寿命，因此，人们认为碱性燃料电池不适合作为汽车动力等方面，并将研究重点转向了质子交换膜燃料电池，只有少数机构还在对碱性燃料电池进行研究。为了解决碱性燃料电

8、池这一问题国外进行了大量的研究工作。E.Gulzow等研究发现：当电极采用特殊方法制备时，可以在CO2含量较高的条件下正常运行而不受毒化。在电极制备中