技術(shù)文章/ARTICLES

燃料電池發(fā)電是繼水力、火力和核能發(fā)電之后的第四類發(fā)電技術(shù)，是我國政府實(shí)施和推進(jìn)氫能經(jīng)濟(jì)，促進(jìn)傳統(tǒng)能源供應(yīng)方式改革，利用新能源的一個(gè)重要環(huán)節(jié)；也是政府推廣氫應(yīng)用的一個(gè)核心設(shè)施。

燃料電池是不經(jīng)過燃料燃燒而直接通過電化學(xué)反應(yīng)方式將燃料的化學(xué)能轉(zhuǎn)變?yōu)殡娔艿陌l(fā)電裝置，其特點(diǎn)如下： 

?85％～90％；實(shí)際40～60％

?環(huán)境友好,無污染，無任何毒副產(chǎn)品產(chǎn)生

?安靜

?可靠性高

燃料電池的工作示意圖

在所有種類的燃料電池中，質(zhì)子交換膜燃料電池（PEM Fuel Cell）的應(yīng)用為廣泛和普及。

如下圖所示，為一個(gè)質(zhì)子交換膜燃料電池的組成。

膜電極裝備*（4＋5＋6）

4.Catalyst layer   催化劑層

5.Proton Exchange Membrane(Electrolyte) 質(zhì)子交換膜

6.Carbon Cloth or carbon paper with diffusion layer 帶有擴(kuò)散層的碳紙或碳布－支撐、擴(kuò)散

3.Bipolar 雙極板－氣體通道

2. Bus Plate 集流板—收集電流

1.End Plate 端板—固定、組裝

和傳統(tǒng)的燃料電池相比，質(zhì)子交換膜電解池有如下技術(shù)優(yōu)點(diǎn)：

?工作溫度低

?啟動(dòng)快

?能量密度高

?壽命長

?重量輕

?無腐蝕性

?不受二氧化碳的影響

?工作噪聲低, 可靠性高

?內(nèi)部構(gòu)造簡單, 電池模塊呈堆壘式層疊結(jié)構(gòu)使得電池組組裝和維護(hù)很方便

正是由于質(zhì)子交換膜電解池較傳統(tǒng)的燃料電池有諸多技術(shù)上的優(yōu)點(diǎn)，讓它成為各個(gè)國家的氫能應(yīng)用領(lǐng)域的研發(fā)熱點(diǎn)。

尋找轉(zhuǎn)換效率更高，使用壽命更長，生產(chǎn)成本更低，更安全可靠的質(zhì)子交換膜燃料電池是各個(gè)國家的氫能應(yīng)用領(lǐng)域技術(shù)專家們的共同目標(biāo)。

目前，我國在質(zhì)子交換膜燃料電池的研發(fā)和生產(chǎn)領(lǐng)域處于明細(xì)劣勢地位，我國的質(zhì)子交換膜燃料電池需要面對(duì)如下幾個(gè)技術(shù)短板：

1. 穩(wěn)定性（燃料電池的使用壽命）

2. 可用性（CO中毒）

3. 成本問題（膜和含鉑催化劑）

4. 效率低

目前，我國的氫燃料電池壽命才3000小時(shí)，距離上10000+小時(shí)的標(biāo)準(zhǔn)使用壽命還有極大的差距。

同時(shí)，工業(yè)氫氣中的雜質(zhì)氣體含量超標(biāo)，作為燃料的氫氣中含有的CO氣體可導(dǎo)致鉑電極催化劑中毒，一旦作為催化劑鉑電極中毒，燃料電池提前報(bào)廢。

另外，研發(fā)新型號(hào)的催化電極來降低或替代鉑這種貴金屬的載量和使用量，對(duì)于降低燃料電池的生產(chǎn)成本，讓整個(gè)燃料電池行業(yè)走上良性循環(huán)的軌道意義重大。

我國已于2018年12月制定了燃料電池的用氫國標(biāo)，要求氫氣純度必須在99.97%以上，同時(shí)對(duì)于氫氣中其它氣體雜質(zhì)的含量也劃分了嚴(yán)格的界限。

對(duì)于氫燃料電池而言，高純度的氫氣不僅可以避免催化劑中毒，保護(hù)含鉑催化劑，延長燃料電池的壽命，還可以提高燃料電池的效率。

由此可見，給氫燃料電池供應(yīng)高純度氫氣是提高氫燃料電池應(yīng)用技術(shù)水平的一個(gè)基本前提條件，中國在氫燃料電池領(lǐng)域的研發(fā)和應(yīng)用普及還有很長一段路要走，要達(dá)到水平依舊任重道遠(yuǎn)。

美國Proton專注制氫領(lǐng)域20多年，一直致力現(xiàn)場制氫方案的研發(fā)和提供。Proton S系列制氫機(jī)，利用質(zhì)子交換膜電解池來電解去離子水生產(chǎn)高純氫氣，是氫燃料電池行業(yè)的理想合作伙伴和理想的氫氣供應(yīng)氣源。

美國Proton S10/S20/S40制氫機(jī)

美國Proton S系列制氫機(jī)有如下優(yōu)點(diǎn)：

利用質(zhì)子交換膜電解池來電解純水制取高純氫氣，氫氣純度在99.999+%，氫氣純度可依據(jù)客戶需求升級(jí)，無任何對(duì)燃料電池的鉑催化劑有害氣體產(chǎn)生，是氫燃料電池的理想氫氣供應(yīng)氣源。

氫氣輸出流速在4.8L/min， 9.4L/min， 18.8L/min 三檔可選，氫氣可連續(xù)供應(yīng)，制氫機(jī)可根據(jù)需求自動(dòng)調(diào)節(jié)電解池的產(chǎn)氣速率

氫氣輸出壓力0-13.8bar之內(nèi)可以調(diào)節(jié)

制氫機(jī)全自動(dòng)運(yùn)行，無需任何人工操作

制氫機(jī)安全措施到位，全自動(dòng)故障檢測，一旦偵測到故障和異常，制氫機(jī)泄壓停機(jī)

內(nèi)置氫氣泄漏探測器，一旦內(nèi)部發(fā)生器氫氣泄漏，制氫機(jī)報(bào)警停機(jī)。

全不銹鋼機(jī)身，耐腐蝕，制氫機(jī)可在工業(yè)現(xiàn)場等復(fù)雜環(huán)境下工作和使用

同時(shí)，Proton的專業(yè)售后服務(wù)團(tuán)隊(duì)會(huì)負(fù)責(zé)制氫機(jī)的售前技術(shù)支持和售后服務(wù)安裝以及維護(hù)保養(yǎng)，確保每一臺(tái)制氫機(jī)的，*運(yùn)行。