重獲新生！甲醇燃料電池的優(yōu)異性能掃除發(fā)展障礙？
來源：寶鄂實(shí)業(yè)
2019-04-06 17:26
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甲醇能源推動(dòng)汽車制造業(yè)發(fā)展
甲醇重整制氫在海外經(jīng)歷了長達(dá)10年（2006-2016年）的低潮期，僅僅在備用電源領(lǐng)域有所應(yīng)用。而國內(nèi)從2010年起，開始有企業(yè)對(duì)此關(guān)注，做相應(yīng)的研究，并從2014年開始逐步推出產(chǎn)品。
2011年，世界大學(xué)生運(yùn)動(dòng)會(huì)在深圳舉行。當(dāng)年，市政府決定推廣2011輛新能源車，其中1000輛采用了磷酸鐵鋰電池。也正是這批電池催生了甲醇燃料電池在汽車上的應(yīng)用： 因?yàn)槟且慌?nbsp;鋰電池電動(dòng)車?yán)锍趟p太快，迫切需要解決方案，有人開始考慮用燃料電池給鋰電池隨車充電——增程式。
2015年，Mirai橫空出世，7萬美元的售價(jià)，113kW的電堆，一下子打開了中國氫燃料電池工作者的思路：燃料電池可以做到很便宜。性能上不需要一口氣達(dá)到100kW以上，可以從30kW開始。
在這個(gè)技術(shù)路線的指導(dǎo)下，基于甲醇重整燃料電池發(fā)電系統(tǒng)開始進(jìn)入我國汽車制造業(yè)的視野，正式邁入中國汽車產(chǎn)業(yè)的發(fā)展舞臺(tái)，并由此開始在中國得到深入研究。
甲醇重整制氫+氫燃料電池系統(tǒng)作為“發(fā)電機(jī)”系統(tǒng)，主要有三種技術(shù)路線：
A.第一類技術(shù)是甲醇重整+高溫燃料電池（甲醇重整制氫高溫燃料電池），這類技術(shù)是現(xiàn)階段發(fā)展比較快的技術(shù)路徑，代表企業(yè)有丹麥Senergy、博氫Palcan，已在電動(dòng)車及其他特殊領(lǐng)域得到應(yīng)用。
高溫燃料電池是指工作溫度在160℃以上的質(zhì)子交換膜技術(shù)。相比于85℃左右工作溫度的常溫/低溫系統(tǒng)，高溫燃料電池的160℃工作溫度可以保證氫氣在電堆內(nèi)反應(yīng)后的產(chǎn)物都是水蒸氣，而不存在液態(tài)水的可能。目前高溫燃料電池與低溫質(zhì)子交換膜燃料電池都是目前最成熟的燃料電池技術(shù)，然而，高溫燃料電池最大缺陷在于效率低、體積大、催化劑和膜的技術(shù)問題未得到有效解決，同時(shí)它還面臨著產(chǎn)業(yè)化的問題。
B.第二類技術(shù)是甲醇重整制氫+氫氣提純+低溫燃料電池（水氫技術(shù)），該路徑是甲醇重整制氫技術(shù)與低溫純氫燃料電池技術(shù)的集成。將甲醇水重整獲得的富氫進(jìn)行提純，獲得99.9999%純度的高純氫，氫氣再進(jìn)入燃料電池電堆發(fā)電。代表企業(yè)有上海合既得、廣東合即得、廣東能態(tài)、山東濰氫等水氫系企業(yè)。目前水氫技術(shù)已經(jīng)成功應(yīng)用在電動(dòng)車、通訊基站電源上，得到廣泛認(rèn)可。
低溫純氫燃料電池是目前最成熟、最高效的燃料電池技術(shù)，早已實(shí)現(xiàn)了批量生產(chǎn)，并在眾多應(yīng)用領(lǐng)域廣泛應(yīng)用。目前實(shí)現(xiàn)商業(yè)化應(yīng)用的燃料電池汽車都采用的是低溫燃料電池系統(tǒng)，比如豐田Mirai、本田Clarity。
C．第三類技術(shù)是甲醇重整+除CO裝置+低溫燃料電池。
這一技術(shù)的特點(diǎn)是，通過催化劑，對(duì)甲醇重整產(chǎn)生的混合氣中的CO進(jìn)行選擇性氧化，使之變?yōu)镃O2，從而以混合氣的形式進(jìn)入到低溫堆的陽極，氫氣參與反應(yīng)發(fā)電，其他氣體從陽極排出。目前，主要以歐洲部分研究所研究為主導(dǎo)。
除以上三種甲醇重整制氫燃料電池系統(tǒng)外，還有一種就是直接甲醇燃料電池DMFC（DirectMethanolFuelCell）。電堆的結(jié)構(gòu)也是PEM的結(jié)構(gòu)，雙極板加質(zhì)子膜是主體部分。然而，與其他燃料電池相比，盡管DMFC的優(yōu)勢(shì)明顯，但其發(fā)展卻比其他燃料電池緩慢。
甲醇重整制氫在海外經(jīng)歷了長達(dá)10年（2006-2016年）的低潮期，僅僅在備用電源領(lǐng)域有所應(yīng)用。而國內(nèi)從2010年起，開始有企業(yè)對(duì)此關(guān)注，做相應(yīng)的研究，并從2014年開始逐步推出產(chǎn)品。
2011年，世界大學(xué)生運(yùn)動(dòng)會(huì)在深圳舉行。當(dāng)年，市政府決定推廣2011輛新能源車，其中1000輛采用了磷酸鐵鋰電池。也正是這批電池催生了甲醇燃料電池在汽車上的應(yīng)用： 因?yàn)槟且慌?nbsp;鋰電池電動(dòng)車?yán)锍趟p太快，迫切需要解決方案，有人開始考慮用燃料電池給鋰電池隨車充電——增程式。
2015年，Mirai橫空出世，7萬美元的售價(jià)，113kW的電堆，一下子打開了中國氫燃料電池工作者的思路：燃料電池可以做到很便宜。性能上不需要一口氣達(dá)到100kW以上，可以從30kW開始。
在這個(gè)技術(shù)路線的指導(dǎo)下，基于甲醇重整燃料電池發(fā)電系統(tǒng)開始進(jìn)入我國汽車制造業(yè)的視野，正式邁入中國汽車產(chǎn)業(yè)的發(fā)展舞臺(tái)，并由此開始在中國得到深入研究。
甲醇重整制氫+氫燃料電池系統(tǒng)作為“發(fā)電機(jī)”系統(tǒng)，主要有三種技術(shù)路線：
A.第一類技術(shù)是甲醇重整+高溫燃料電池（甲醇重整制氫高溫燃料電池），這類技術(shù)是現(xiàn)階段發(fā)展比較快的技術(shù)路徑，代表企業(yè)有丹麥Senergy、博氫Palcan，已在電動(dòng)車及其他特殊領(lǐng)域得到應(yīng)用。
高溫燃料電池是指工作溫度在160℃以上的質(zhì)子交換膜技術(shù)。相比于85℃左右工作溫度的常溫/低溫系統(tǒng)，高溫燃料電池的160℃工作溫度可以保證氫氣在電堆內(nèi)反應(yīng)后的產(chǎn)物都是水蒸氣，而不存在液態(tài)水的可能。目前高溫燃料電池與低溫質(zhì)子交換膜燃料電池都是目前最成熟的燃料電池技術(shù)，然而，高溫燃料電池最大缺陷在于效率低、體積大、催化劑和膜的技術(shù)問題未得到有效解決，同時(shí)它還面臨著產(chǎn)業(yè)化的問題。
B.第二類技術(shù)是甲醇重整制氫+氫氣提純+低溫燃料電池（水氫技術(shù)），該路徑是甲醇重整制氫技術(shù)與低溫純氫燃料電池技術(shù)的集成。將甲醇水重整獲得的富氫進(jìn)行提純，獲得99.9999%純度的高純氫，氫氣再進(jìn)入燃料電池電堆發(fā)電。代表企業(yè)有上海合既得、廣東合即得、廣東能態(tài)、山東濰氫等水氫系企業(yè)。目前水氫技術(shù)已經(jīng)成功應(yīng)用在電動(dòng)車、通訊基站電源上，得到廣泛認(rèn)可。
低溫純氫燃料電池是目前最成熟、最高效的燃料電池技術(shù)，早已實(shí)現(xiàn)了批量生產(chǎn)，并在眾多應(yīng)用領(lǐng)域廣泛應(yīng)用。目前實(shí)現(xiàn)商業(yè)化應(yīng)用的燃料電池汽車都采用的是低溫燃料電池系統(tǒng)，比如豐田Mirai、本田Clarity。
C．第三類技術(shù)是甲醇重整+除CO裝置+低溫燃料電池。
這一技術(shù)的特點(diǎn)是，通過催化劑，對(duì)甲醇重整產(chǎn)生的混合氣中的CO進(jìn)行選擇性氧化，使之變?yōu)镃O2，從而以混合氣的形式進(jìn)入到低溫堆的陽極，氫氣參與反應(yīng)發(fā)電，其他氣體從陽極排出。目前，主要以歐洲部分研究所研究為主導(dǎo)。
除以上三種甲醇重整制氫燃料電池系統(tǒng)外，還有一種就是直接甲醇燃料電池DMFC（DirectMethanolFuelCell）。電堆的結(jié)構(gòu)也是PEM的結(jié)構(gòu)，雙極板加質(zhì)子膜是主體部分。然而，與其他燃料電池相比，盡管DMFC的優(yōu)勢(shì)明顯，但其發(fā)展卻比其他燃料電池緩慢。
