面對能源短缺和環(huán)境污染，質子交換膜燃料電池由于使用氫氣作為能源做到零排放而受到市場廣泛關注，不過高昂的價格卻成為制約其商業(yè)化應用的最大障礙。中科院大連化學物理研究所承擔的燃料電池課題組日前取得進展，有效控制了電極貴金屬鉑用量，并提高了電池能效。分析認為，技術進步有望降低質子交換膜燃料電池價格，距離商業(yè)化應用更進一步。
價格高阻礙商業(yè)化應用
科技部網站24日消息，在863計劃電動汽車重大項目支持下，由中國科學院大連化學物理研究所承擔的“下一代燃料電池系統(tǒng)研究與開發(fā)”課題取得突破。課題組開發(fā)了靜電噴涂制備CCM型膜電極的制備工藝，在改善催化層效率的同時能有效降低鉑用量。
據(jù)介紹，質子交換膜燃料電池（PEMFC）是氫燃料電池的一種，其中膜電極是核心部件，直接影響電池輸出性能。開發(fā)低鉑（Pt）、高反應效率的CCM（催化劑制備到膜上）型薄催化層膜電極是目前質子交換膜燃料電池開發(fā)的重要技術方向。
大連化物所利用靜電噴涂工藝制備的膜電極組裝的燃料電池短堆，控制電極鉑用量在0.6毫克/厘米2。測試結果表明，該電堆性能與商業(yè)化傳統(tǒng)GDE（催化層制備到擴散層上）型電極的電堆（鉑擔量1毫克/厘米2）相當甚至更優(yōu)。
此外，課題組正在研究利用TiO2（二氧化鈦）納米管有序陣列開發(fā)具有有序結構的膜電極。有序化電極結構是開發(fā)超低鉑膜電極的重要研究方向。
按電解質劃分，燃料電池大致可分為堿性燃料電池、磷酸型燃料電池、固體氧化物燃料電池、熔融碳酸鹽燃料電池和質子交換膜燃料電池。在這些燃料電池中，質子交換膜燃料電池目前發(fā)展規(guī)模最大，特別適于用作動力電池。
業(yè)內人士介紹，就技術而言，我國質子交換膜燃料電池技術已接近國外先進水平，阻礙其大規(guī)模商業(yè)化應用的主要原因是價格太高。另外還有壽命問題。開發(fā)新材料是解決這兩大問題的必經之路，也是目前質子交換膜燃料電池研究的熱點。降低成本主要從膜組件、雙極板材料、單電池結構、電池系統(tǒng)的改善等諸多方面考慮。
上市公司積極布局
中國證券報記者從業(yè)內人士了解到，目前國內能提供質子交換膜燃料電池技術的公司主要有上海神力科技有限公司和新源動力股份有限公司。其中新源動力股東中閃現(xiàn)多家上市公司身影。
公開資料顯示，神力科技目前在中國燃料電池技術研發(fā)和產業(yè)化方面領先。神力科技通過承擔“九五”重點攻關計劃、以及863重大攻關計劃燃料電池發(fā)動機課題，擁有完全自主知識產權的燃料電池技術，并達到國際先進水平。公司生產的高溫質子交換膜燃料電池系列用于家庭用熱電聯(lián)供系統(tǒng)；低溫質子交換膜燃料電池系列用于客車用燃料電池動力系統(tǒng)、轎車用燃料電池動力系統(tǒng)、瀏覽車、船用發(fā)動機、分布式發(fā)電系統(tǒng)和叉車電源。
新源動力成立于2001年4月，由大連化物所等單位發(fā)起設立，主要從事質子交換膜燃料電池及相關零部件的研制和生產。公司設有“燃料電池及氫源技術國家工程研究中心”。新源動力分別在江蘇和上海市投資設立兩家全資子公司。江蘇新源動力有限公司將建成年產5500KW燃料電池堆用關鍵部件的批量生產線。
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