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燃料电池存在的问题与解决方法

燃料电池存在的问题主要还是在于成本方面,而目前国内燃料电池成本高主要源于以下几点:

  1)从目前的形式来看,燃料电池虽然有很多优点,但是整体推广规模偏小,难以形成规模效应。以数据中心所用的UPS为例,生产厂家和用户大多认为燃料电池好,但都不敢去尝试,就不用说像铅酸电池那样大规模应用了,所以在推广上仍需努力。

  2)燃料电池的核心部件,尤其是材料成本较高。目前包括质子膜、催化剂和体扩散层等核心材料大都依赖进口,这就使得占据成本比重加大。

  3)技术水平与国外仍有差距。以Pt用量为例,国际上目前可以达到0.2g/kW,还在继续突破达到0.1g/kW。而国内Pt目前使用量比较高,在0.3-0.4g/kW。

  从所用材料、电堆和系统三个方面着手,系统性优化提升燃料电池寿命。材料层面,优化催化剂和载体稳定性,增强质子膜机械化学性能,提高膜电极抗腐蚀能力;

  从电堆层面看,优化电堆的一致性设计、电堆密封的耐久性和系统传热传质均匀性;系统层面,优化电堆的温度循环及湿度循环,改善电堆的排水能力,减缓电压的循环变动,优化系统的供气质量等。

  维持电堆中单电池电压均匀性是提升燃料电池寿命的最有效手段之一。为保证电堆单电池电压一致性,神力科技电堆开发团队从双极板设计、膜电极开发、电堆整体均匀性仿真、堆叠工艺过程控制、主管道分配能等五个方面,进行了系统性优化和创新。

  推进燃料电池产业链国产化,这是持续降低成本的重要途径。其实经过多年积累,国内燃料电池供应链已基本形成,且也具备了批量供货能力。发动机核心零部件已实现100%国产化,但质子膜、催化剂和气体扩散层等基础材料还需要依赖于进口,这也是当前攻关的重点。目前国产材料产品正在测试验证,预计2-3年内可实现国产化。另外,在Pt用量方面,也可以通过回收及租赁模式来降低成本。


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