不怕热的燃料电池

时间:2022-06-01 02:24:28

不怕热的燃料电池

替代能源汽车一直是各国汽车企业研究的重点。在这方面,德国大众汽车公司又有了新的进展。大众推出了一套革命性的燃料电池技术,称为HTFC高温燃料电池技术。这套技术的出现,解决了现有燃料电池对温度要求苛刻的问题,电池价格降低,使燃料电池投放市场的步伐大大加快。

目前的燃料电池一般是低温燃料电池(LTFC)。受制于固体高分子电解质膜的耐热性,其工作温度大约在80℃。如果温度大幅超过这个数值,不管是过低或者过高,都会影响燃料电池的效能,甚至造成无法修复的损坏。这就是为什么那些采用低温燃料电池组的概念车,在试车的时候各项条件都要严格控制,同时对于冷却系统的要求也格外严格。为了冷却燃料电池,就需要比原来的汽油车更为复杂的冷却装置,这样就会提高其成本。

除此之外,供应低温燃料电池的氢气还有空气,都必须要处于高湿度的环境下,否则制造出来的能量也会减少。而提升湿度的辅助设备,会使整个系统的重量和体积增加,也是导致高成本的原因之一。

大众的 HTFC高温燃料电池技术的出现,消除了现在所使用的LTFC低温燃料电池技术的缺点。它采用了新研制的浸有磷酸的电解质膜,可在最高160℃的温度下工作,不需要加湿装置。燃料电池车一般均设想燃料电池在平均120℃的温度下工作,而此次的燃料电池在温度达到130℃时效率也不会降低。

与原来的燃料电池相比,工作温度更高,因此可凭借与外部气温存在温度差来简化冷却装置。大众认为,与原来的燃料电池相比,整个燃料电池系统所需要的部件可削减至1/3。

在对浸有磷酸的电解质膜进行开发之初,通过试制电池单元进行了发电试验。结果表明,电池单元内部产生的水将电解质膜中的磷酸赶了出去,从而导致发电能力迅速降低。因此,大众通过在与电解质膜接合的碳素纤维表面丝网印刷特殊材料,隔断了水对电解质膜的入侵,实现了可在高温下使用的燃料电池。

大众从1999年开始投入研发燃料电池用的高温膜,在2001年,决定投入研发新的高温燃料电池系统。经过了五年的时间,这套比现行燃料电池更为理想的新电池研制成功。

大众公司正在德国Isenbuttel的技术中心以达到实用化水平为目标进行研发。计划2010年前后生产配备输出功率更高的HTFC系统的试验用燃料电池车,并力争2020年投入量产。

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