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技术详情
成果简介
作为一种清洁、高效的能量转换装置，质子交换膜燃料电池的理论比能量高达
32940Wh/kg（在地面上使用时可不计空气的质量），是各种电化学电池体系中的理论比能量“绝对冠军”，而且功率密度高、电流密度大，是最先进的能量转换技术之一。现在世界各国正在加速其在民用领域的产品开发。利用质子交换膜燃料电池国产关键原材料，创新膜电极制备方法（“热定型”CCM 制备法）和优化制备工艺，开发出了高性能、大面积的国产材料膜电极批量制备技术。并在模块化燃料电池设计和计算机模拟仿真的基础上，研制出了空冷、自增湿式质子交换膜燃料电池发电机。该成果获得全国第十九届发明展览会发明金奖。空冷、自增湿式质子交换膜燃料电池发电机，主要由燃料电池、供气轴流风扇、阳极间歇式排气电磁阀、DC/DC 稳压器和控制电路板等组成，燃料电池采用阴极与大气贯通的开放设计和高效的自增湿专利技术，能实现宽功率范围的自增湿发电。在电化学发电过程中， 无需进行复杂的热管理和对反应气体进行预加湿，大大减化了系统结构，提高了系统比功率（265W/kg、211W/L），并降低了成本，是一种实用性很强的新能源发电机。该发电机采用普氢燃料，发电效率可达到 50%以上，功率密度可达到 300MW/cm2 以上，无污染。在分布式电站、交通动力和便携式电源方面具有广泛的应用前景。
燃料电池发电机技术指标
性能： |
额定功率 |
30W/cell |
| 额定电流 |
60A |
| DC 电压 |
550mV/cell |
| 峰值电流 |
80A |
燃料： |
普氢 |
电解法制备 |
| 压力 |
0.1~0.5atm |
| 流量 |
~326mL/min.cell |
| 氧化剂/冷却剂： |
共用 |
空气 |
| 流量 |
50L/cell |
| 温度： |
操作温度 |
-20~50℃ |
| 起动温度 |
≥-10℃ |
| 起动时间： |
启动至满功率 |
5 秒 |
物理特征
(43-cell Stack)： |
长×宽×高 |
280×220.5×100mm |
| 质量 |
4.9kg |
应用说明
经过近十年的电动汽车、分布式电站、电源等领域的广泛示范应用（燃料电池已经在航天、军事上得到应用，燃料电池备用电源和燃料电池家用电站正在开始商业），质子交换膜燃料电池技术的成熟度已经逐渐被用户所接受。目前，其商业化主要问题是成本较高（采用进口材料成本昂贵），而本项目采用“863”计划“全国产材料燃料电池发电机”成果，利用国产原材料制备燃料电池电堆，燃料电池材料供应不仅有安全保障，而且还有低成本优势， 渴望克服燃料电池高成本的商业化障碍。
