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中国燃料电池研发进展情况

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发表时间:2008-4-11    文字大小:[ ]

      我国燃料电池的研究始于1958年,当时人们凭着一股热情推动燃料电池上马,不过很快就堰旗息鼓了。70年代初,在航天计划的带动下,我国FC的研究掀起高潮,武汉大学、中科院大化所、原电子部天津电源研究所等单位研制AFC并取得一定的成果,后因航天计划改变,FC研究也就基本中止。90年代,环境保护、能源短缺的双重压力,以及国际上FC的突破性进展的带动,我国第二次FC研制高潮逐渐形成。

      1. PEMFC

      目前,国内研制的单位很多,据不完全统计,计有中科院大连化物所、长春应化所、上海有机所、山西煤化所;清华大学、北京石油大学、北京理工大学、天津大学、上海交大、复旦大学、上海大学、厦门大学、华中理工大学、成都电子科技大学、天津电源研究所、上海空间电源研究院等。其中,北京富原新技术开发总公司(富原公司)与加拿大新动力公司合作开发出50W-5kW系列PEMFC;中科院大连化物所研制成lkW及5kW的PEMFC电堆;清华大学研制成低压一体化200WPEMFC系统。其余单位多做一些基础研究工作,用单电池测量一些参数,还未研究电堆。

      国家科技部已将PEMFC正式列入国家“九五”(19962000)攻关计划,要求2000年底研制出以25kwPEMFC为动力的电动汽车。在联合国开发计划署(UNDP)支持下,国家科技部还完成了在我国使用燃料电池公共汽车的可行性研究。

      2.S0FC

      目前,国内研制SOFC的单位较多,有中国科学院大连化物所、化冶所、上海硅酸盐研究所、北京物理所;清华大学、吉林大学、华南理工大学、中国科技大学等。总体研制水平较低,大都处于SOFC部件研究阶段。

      由于SOFC须在1000C高温下工作,工程材料是个突出问题,目前一些单位,如中国科技大学在国家自然科学基金会和863计划的资助下,对中温SOFC(600-800°℃)展开基础研究。国家科技部已将sOFC正式列入国家“九五”(1996-2000)攻关计划,要求2000年底研制出1kW平板式SOFC,运行时间1000小时上。

      3.MCFC

      我国开展MCFC研究较晚,基本上从90年代初才开始,研究的单位也不多。目前,国内研制MCFC的单位有中国科学院大连化物所、上海冶金所和北京科技大学等。研制水平基本处于初始阶段,中国科学院大连化物所组装出MCFC单体电池,其性能达国际80年代水平。中国科学院电工所曾考察过国外MCFC示范电站的系统工程。上海交大燃料电池研究所从日本引进一台MCFC测试装置。国家科技部已将MCFC正式列入国家“九五”(1996-2000)攻关计划,要求2000年底研制出1-5kWMCFC,运行时间1000小时以上。

      4.FC相关技术和材料的研究

      中科院上海有机所正在进行PEMFC用电解质膜的研制。一种电解质膜是和杜邦公司Nafion相似的全氟磺酸离子膜,另一种是非氟膜。目前,后一种膜已经初步试验,显示出良好的性能。中科院山西煤化所正在进行碳布和碳纸等配套材料的研究。中科院电工所正在进行燃料电池控制系统的研究。储氢技术是影响燃料电池应用的关键,我国很早就开展储氢技术的研究与开发,目前已具有较高的水平。浙江大学、南开大学和北京有色金属研究总院(有色院)等是我国贮氢合金、储氢技术研究的主要单位。有色院于70年代未开展这项技术的研究与开发,现已成功开发出以LaNi5为基的AB5型稀土系合金和以TiFe、TiMn2为基的AB、AB2型Ti系贮氢合金。1997年11月奔驰公司和巴拉德公司与有色院签订了合作协议,拟由有色院提供组合贮氢器,由德国奔驰公司提供电动大客车,组装成用金属氢化物贮氢的PEMFC原型车进行示范运行,这说明我国的贮氢技术已经走向国际科技舞台。

      目前,清华大学、天津大学等单位正在研究非金属材料储氢技术。
    
      160年前发明的燃料电池正在加速朝商业化的方向迈进。由于我国FC研制停顿多年,研究经费少,因而 和国外相比,这方面的差距还是很大的。国外PAFC已基本商业化,AFC已多次用于字航,而我国FC仍未实际应用或商业示范。相信在政府的支持和引导下,经过我国企业家、科学家和工程技术人员共同努力,可以在不远的将来,赶上和超过世界FC水平。

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