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1 观点呈现氢燃料电池发展史(一)
燃料电池(Fuel Cell)是一种将存在于燃料与氧化剂中的化学能直接转化为电能的发电装置。燃料和空气分别送进燃料电池,电就被奇妙地生产出来。它从外表上看有正负极和电解质等,像一个蓄电池,但实质上它不能“储电”而是一个“发电厂”。
燃料电池的发展已经有近200年的历史。1839年英国物理学家威廉·葛洛夫(Grove)发明了燃料电池,并用这种以铂黑为电极催化剂的简单的氢氧燃料电池点亮了伦敦讲演厅的照明灯。因此,1939年被视为燃料电池诞生年,威廉·葛洛夫也被视为燃料电池之父。1889年,路德维希·德(Mond)等改进了葛洛夫的发明,利用浸有电解质的多孔非传导材料作为电池隔膜,以铂黑充为催化剂,通过钻孔的铂或金片为电流收集器组装出以氢和氧为燃料和氧化剂的燃料电池。
20世纪40年代,英国工程师弗朗西斯·托马斯·培根改用液体氢氧化钾为电解液,多孔镍作为电极,扩大了适用催化剂种类,这种设计给燃料电池实用化带来了曙光。20世纪50年代,美国通用电气公司发明了首个质子交换膜燃料电池。20世纪60年代,美国航空航天管理局(NASA)在阿波罗登月飞船上首次使用燃料电池作为主电源,燃料电池因此为人类的登月作出了卓越的贡献,阿波罗号使用的碱性燃料电池总重100kg,总功率1.5kW,电极面积约700平方厘米。
2 观点呈现氢燃料电池发展史(二)
从1968年到1972年,12次飞行任务内燃料电池没有出现任何事故。自此之后,燃料电池技术的研究引起各国重视,开始步入快速发展阶段。1993年,加拿大Ballard Power System公司推出世界上首辆以质子交换膜燃料电池为动力的车辆,燃料电池开始进军民用领域。20世纪90年代,燃料电池作为清洁、廉价、可再生的能源使用方式逐渐由实验室,融入到人类社会生活中。
燃料电被发明之后,起初主要应用于航空航天领域,随着技术的日渐成熟,目前逐步走向了民用。美国、日本、加拿大、欧洲及澳洲在燃料电池的研究和应用领域处于世界前列,我国从20世纪50年代,也开启了燃料电池的研究。
3 观点呈现氢能与燃料电池
燃料电池系统总的化学反应方程式,本质上是电化学反应,氢气在电能产生过程中没有参与燃烧反应。在阳极,它的反应方式是氢气在阳极通过催化剂的作用失去两个电子形成两个氢质子;在阴极,是空气中的氧气,和从阳极迁移过来的质子结合电子,生成水,它的总反应方程式是氢气加上氧气生成水。由此可见,氢燃料电池在工作过程当中,唯一的产物就是水,还有相当一部分的热量和电能。
燃料电池单电池由膜电极、双极板、密封件构成,膜电极包含气体扩散层、催化层和质子交换膜。其中,气体扩散层是膜电极的重要组成部分,起到支撑催化剂层的作用,也是反应气体和生成物水的通道。质子交换膜燃料电池的阴极和阳极的主要催化剂以铂和铂碳颗粒为主,质子交换膜往往具备较高的质子传导率、气体或燃料的渗透性低、水的电渗系数小、有较好的化学和电化学稳定性、良好的机械强度、较低的成本等特性。双极板的主要功能是分配电池中的燃料和氧化剂、分离电池组中的单电池、传导电流、传输生成水和湿气、冷却电池组等。
阳极气体扩散层主要用于氢气和水的传输;阳极催化层,主要是氢气在铂催化作用下发生氧化,产生质子;质子交换膜,是将阳极产生的质子传导至阴极;阴极催化层主要是氧气在铂催化作用下与质子结合,发生还原反应,生成产物水;在阴极气体扩散层,主要用于氧气和产物水的传输。
在小电流区域的动力学损失,主要由阳极和阴极反应的催化剂决定;中电流区域的欧姆损失,主要由膜传导质子的速率决定;大电流区域的传质损失,主要由质子和氧气的传输速率决定。
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近日,中国科学技术大学高敏锐教授课题组研制出一种高抗氨毒化的镍基碱性膜燃料电池阳极催化剂,其在阳极含10ppm氨的膜电极组装中,能保持95%的初始峰值功率密度和88%的初始电流密度(0.7V下),远超商业铂碳催化剂。相关成果以“EfficientNH3-TolerantNickel-BasedHydrogenOxidationCatalystforAnio
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11月19日,欧亚合成发布公告称该公司拟向全资子公司上海欧亚合成材料科技有限公司增资人民币950.00万元。此次增资主要致力于解决国内氢燃料电池行业中其氢气转化为氢离子过程中所需昂贵的催化剂载体问题。
上海骥翀氢能科技有限公司与上海济平新能源科技有限公司及苏州博萃循环科技有限公司于9月8日在江苏张家港江苏骥翀氢能源科技有限公司签署战略合作协议。三方将围绕燃料电池铂金催化剂的循环回收再利用开展深度合作。
催化剂作为燃料电池电堆的核心材料,其综合性能与国产化直接关系到我国燃料电池技术的核心竞争力及其产业化前景。
2021年6月28日,上海证券交易所发布科创板上市委2021年第44次审议会议结果公告,中自环保科技股份有限公司(首发):符合发行条件、上市条件和信息披露要求。拟募资总额为145,990.65万元。其中6400.47万元将用于氢能源燃料电池关键材料研发能力建设项目。
6月29日,华昌化工发布关于对外投资设立氢燃料电池催化剂联营企业及签订相关协议的公告,称将与南京大学合作共建介观催化联合实验室,设立氢燃料电池催化剂联营企业。
今年以来,燃料电池核心材料之一的催化剂原材料铂金属价格上涨,幅度高达30%。有不少业内人士担心铂金属价格高幅上涨,会让原本价格偏高的燃料电池“雪上加霜”,拖累示范运营推广进度。事实会否如此?
巴斯夫近日宣布扩大其位于美国南卡罗来纳州塞内卡的铂族贵金属(PGM)精炼装置规模。公司将增加上千万资金(美元)投入,以提高精炼产能,回收机动车排放催化剂等报废催化剂中的贵金属。与矿产金属相比,回收金属可减少多达90%的二氧化碳排放量。巴斯夫通过回收贵金属并重新用于制造全新的催化剂,以循环经济解决方案实现了闭环生产。
优美科与英美资源宣布达成研发合作协议,开发基于铂族金属的催化剂,主要用于燃料电池电动汽车(FCEVs)和其它移动应用的液态有机氢载体(LOHC)。这种催化剂技术有可能改变氢气的储存方式以及给燃料电池车提供能量的方式。
根据国家标准化管理委员会标准制修订计划,全国氢能标准化技术委员会组织开展了《质子交换膜燃料电池汽车用氢气采样规程》(计划号:20221859-T-469)、《质子交换膜燃料电池汽车用氢气无机卤化物、甲酸的测定离子色谱法》(计划号:20221860-T-469)、《质子交换膜燃料电池汽车用氢气氦、氩、氮和烃类
北极星氢能网获悉,近日,国家重点研发计划“氢能技术”3.4项目“单套兆瓦级质子交换膜燃料电池热电联供系统设计与集成”获得科技部正式批复。该项目由亿华通牵头,联合清华大学、中科院宁波材料所、华北电力大学、中国电科院、北京交通大学等十家单位组成产学研用技术攻关团队,重点突破高效膜电极、
近日,国家科学技术部相继公布2023年国家重点研发计划项目评审结果,嘉庚创新实验室获批国家重点研发计划项目3项,其中“氢能技术”专项2项、“催化科学”青年科学家项目专项1项。中国科学院院士、嘉庚创新实验室主任郑南峰作为项目负责人,国家能源集团氢能科技有限责任公司牵头联合嘉庚创新实验室、
北极星氢能网获悉,1月30日,国家能源局公布了2023年度能源行业十大科技创新成果,由国家电投、中国华电、中科院大连化物所共同完成的“低能耗兆瓦级质子交换膜电解水制氢装置”荣列其中,是氢能领域唯一入选的成果。完成单位:国家电投中国华电、中科院大连化物所质子交换膜(PEM)电解水制氢是可以实
戈尔质子交换膜技术帮助降低商用燃料电池汽车的总拥有成本。解决卡脖子成本问题,核心技术确保经济可行性在京津冀、长三角等氢能示范城市群,已有大批氢能车投入于日常物流运输。截至目前,像氢能重卡的保有量,在国内已经超过了3000台。伴随氢能发展不断向好的趋势,专家预计氢燃料车辆成本有望在2025
北极星氢能网获悉,1月17日,由国华投资(氢能公司)牵头申报的国家重点研发计划“氢能技术”1.1专项“十兆瓦级碱性-PEM混合制氢系统关键技术与示范”正式收到科技部立项批复文件,进入实施环节。构建电-氢协同体系是加快可再生能源规模化发展的重要途径。然而,单一碱性电解水(ALK)或质子交换膜(PE
北极星氢能网获悉,近日,河北省工业和信息化厅公示了关于河北省第一批工业领域关键核心技术和产品“揭榜挂帅”拟确定的攻关项目及揭榜主体,确定26项攻关项目及21家揭榜主体。其中包括2项氢能领域攻关项目,分别为亿华通联合申报、中船派瑞氢能独立申报的兆瓦级PEM质子交换膜电解水制氢技术和沧州明珠
北极星氢能网获悉,12月27日,国家电投集团氢能科技发展有限公司(以下简称“国氢科技”)的华南氢能产业基地一期项目在佛山南海举行建设启动仪式。南海区委副书记、区长王勇,佛山市政府副秘书长郭明强受邀出席,国氢科技党委副书记、总经理张银广出席并致辞,国氢科技党委委员、工会主席、行政总监胡
北极星氢能网获悉,近日,碱性制氢隔膜研发商——元泰能材于近日获得数千万元天使轮融资,本轮融资由浪潮资本和开源资本担任财务顾问,资金主要用于团队扩建和产品开发。元泰能材是清华大学欧阳明高院士团队孵化的企业,立足制氢产业关键卡脖子材料——复合隔膜。在位于氢产业链上游的制氢环节,常见的
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