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氢燃料电池的核心技术“催化剂”

日期:2017/5/21 14:07:04
    在新能源领域大家最熟知的莫过于纯电动技术,但是由于寿命、续航里程、售后回收问题也成为了其运用领域的缺陷。可是还有一种电动技术,这种电动车技术不需要充电,加注三分钟续航里程在600-1000公里,不存在回收后的一切问题,排放物只有纯净的水。这种技术被称之为“氢燃料电池技术”。目前在出行领域和装置领域应用最多的就是日本,由于对清洁可再生能源产业结构的渴望,土地资源少,几乎无能源产出的日本选择普及氢燃料电池技术,接下来跟随汽车氪小编走进第七届新能源汽车国际轮胎,看看来自日本的专家Tsumoru Ohata讲述日本的氢燃料电池应用现状。
 
    日本燃料电池的产业化现状
 
    燃料电池车MIRAI 年产量400-3000,随后2015年1月9日燃料电池bus日野自动车正式上路试用试用效能与柴油车相仿。在2017年日本计划建立燃料电池轨道试验示范区。

    那么在日本,燃料电池产业链中最重要的是催化剂的研发与制造,今天由PRIMIX公司的电池策划部技术总监,大田(Tsumoru Ohata)先生讲解一下,催化剂生产中的薄膜旋回搅拌机“filmix”分散生成MEA用催化剂浆料技术。
 
    PEFC固体高分子型燃料电池的原理与结构
 
    在燃料电池领域中,PEFC代表着固体高分子型燃料电池,催化剂直接影响燃料电池的效用,这也就是为什么日野可以达到柴油车效能同等效果的原因。

    以下是PRIMIX的PEFC电池的结构,它的特别之处在于电极MEA在电解质膜的两侧形成催化剂膜,扩散膜的形态,负极的H2离子化,通过电解质膜在正极的o2形成反应水。
 
    MEA电解质膜的制作工序
 
    在目前市场上有两种方式,一是直接涂布方式,二是热压付方式,目前日本市场大部分采用的是涂布方式,而采用的设备是FILMIX分散设备。

    FILMIX的说明这一套设备目前是针对研究电解质膜所采用的浆料分散薄膜旋回搅拌技术专项研发的设备,它的核心技术采用纳米级的高度分散,和短时间内快速分散技术。
 
    目前催化剂浆料的分散情况有哪些呢?传统模式下,有Ball Mill 、行星Ball Mill、超声波分散、shinky mixer、bead mill,在这些技术下目前存在不少的问题,比如难以控制分散力度、容易损伤催化剂粒子、回收率低、时间长、难以扩大生产量。而使用FILMIX,最适当分散力度、高回收率、短时间化、容易扩大生产量。

   

    应对白金催化剂的减少,可以使分散条件最优化;在非白金催化剂材料的均匀分散,不伤粒子表面;电解质聚合物的最小化,可控制电解质膜的多孔度。还可以开发信赖性高的催化剂。
 
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