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氫燃料電池的核心技術“催化劑”

日期:2017/5/21 14:07:04
    在新能源領域大家最熟知的莫過于純電動技術,但是由于壽命、續航里程、售后回收問題也成為了其運用領域的缺陷?墒沁有一種電動技術,這種電動車技術不需要充電,加注三分鐘續航里程在600-1000公里,不存在回收后的一切問題,排放物只有純凈的水。這種技術被稱之為“氫燃料電池技術”。目前在出行領域和裝置領域應用最多的就是日本,由于對清潔可再生能源產業結構的渴望,土地資源少,幾乎無能源產出的日本選擇普及氫燃料電池技術,接下來跟隨汽車氪小編走進第七屆新能源汽車國際輪胎,看看來自日本的專家Tsumoru Ohata講述日本的氫燃料電池應用現狀。
 
    日本燃料電池的產業化現狀
 
    燃料電池車MIRAI 年產量400-3000,隨后2015年1月9日燃料電池bus日野自動車正式上路試用試用效能與柴油車相仿。在2017年日本計劃建立燃料電池軌道試驗示范區。

    那么在日本,燃料電池產業鏈中最重要的是催化劑的研發與制造,今天由PRIMIX公司的電池策劃部技術總監,大田(Tsumoru Ohata)先生講解一下,催化劑生產中的薄膜旋回攪拌機“filmix”分散生成MEA用催化劑漿料技術。
 
    PEFC固體高分子型燃料電池的原理與結構
 
    在燃料電池領域中,PEFC代表著固體高分子型燃料電池,催化劑直接影響燃料電池的效用,這也就是為什么日野可以達到柴油車效能同等效果的原因。

    以下是PRIMIX的PEFC電池的結構,它的特別之處在于電極MEA在電解質膜的兩側形成催化劑膜,擴散膜的形態,負極的H2離子化,通過電解質膜在正極的o2形成反應水。
 
    MEA電解質膜的制作工序
 
    在目前市場上有兩種方式,一是直接涂布方式,二是熱壓付方式,目前日本市場大部分采用的是涂布方式,而采用的設備是FILMIX分散設備。

    FILMIX的說明這一套設備目前是針對研究電解質膜所采用的漿料分散薄膜旋回攪拌技術專項研發的設備,它的核心技術采用納米級的高度分散,和短時間內快速分散技術。
 
    目前催化劑漿料的分散情況有哪些呢?傳統模式下,有Ball Mill 、行星Ball Mill、超聲波分散、shinky mixer、bead mill,在這些技術下目前存在不少的問題,比如難以控制分散力度、容易損傷催化劑粒子、回收率低、時間長、難以擴大生產量。而使用FILMIX,最適當分散力度、高回收率、短時間化、容易擴大生產量。

   

    應對白金催化劑的減少,可以使分散條件最優化;在非白金催化劑材料的均勻分散,不傷粒子表面;電解質聚合物的最小化,可控制電解質膜的多孔度。還可以開發信賴性高的催化劑。
 
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