多元燃料使氢燃料电池取得突破

PolyFuel公司这是一个燃料电池的工程膜的世界领导者,今天宣布的技术突破最终可能最终使氢燃料电池供电的汽车成为商业现实。在突破的核心是一种新的膜系 - 燃料电池的关键心脏 - 在氢基燃料电池中表现出一组性能特征。Polyfuel已经引入了可用于紧凑,便携式甲醇的燃料电池的最高性膜,这些燃料电池广泛开发,以更换便携式电子设备中的电池,例如笔记本电脑和手机。

ABI research能源研究主管Atakan Ozbek表示:“汽车燃料电池的商业可行性是先进技术汽车开发者的‘圣杯’。”“理想情况下,你会希望找到一种解决方案,使汽车的成本、性能和性能都与目前在路上行驶的汽车相似。不幸的是,目前的燃料电池技术还没有达到这种理想状态。”

这是一个圣杯,因为汽车市场是巨大的;每年生产6000万辆汽车。多数分析师表示,假设汽车燃料电池最终将满足汽车制造商的严格要求,并且一旦燃料输送基础设施开始接近合理水平,消费者对无污染汽车的采用将开始增加势头。但是,在汽车燃料电池的性能出现阶梯式改进之前,这些都不会发生。

主要的限制一直是燃料电池膜,这是一种复杂材料的薄膜,类似于塑料薄膜,使燃料电池成为可能。以来第一个实际燃料电池设计近40年前,双子座的太空计划最好的膜材料一直是基于杜邦特富龙®-同样的聚合物用于外套不粘炊具,事实证明,用来制造“奇迹”结构戈尔特斯®。这些被业内人士称为“全氟”的膜已经产生了可使用的燃料电池,但是——取决于应用——制造成本、性能和膜的可靠性一直受到限制。

在汽车应用中,全氟膜目前过于昂贵,必须在标准散热器不能使用的低温下运行,需要仔细控制环境(增加复杂性和限制耐久性),使用寿命不足。因此,如今的燃料电池汽车成本太高,无法与混合动力或内燃机汽车竞争。此外,消费者不会拥有他们所期望的汽车的性能和可靠性。例如,在非常炎热的日子里,电力和最高速度将受到限制,长期使用电力,如爬山,或保持欧洲高速公路,将不可能,而且需要更多的日常和意外的维护。这些因素使得燃料电池汽车在商业上无法成为现实。

PolyFuel公司开发的新技术有望减轻这些缺点。PolyFuel的膜技术采用了新的烃基聚合物,比全氟膜具有更好的运行特性,且成本大幅降低。

例如,全氟化膜通常需要高水平的水分(加湿)以稳定操作。与大多数全氟化膜不同,Polyfuel的烃膜技术在低相对湿度下稳定地运行。这意味着燃料电池或汽车制造商不必添加过度复杂和昂贵的系统以保持膜水合。另外,聚烃烃膜在95℃的工作温度下保持稳定性 - 这是减少发动机冷却系统复杂性和限制的事实。此外,与全氟化膜相比,聚偶烃膜在现实世界的操作条件下产生10至15%的功率。

最后,聚燃料烃膜的制造成本已经明显低于全氟膜,而且随着体积的增加还将进一步降低。目前,为一辆100千瓦(134马力)的汽车制造一个燃料电池需要价值5000美元的全氟膜。由于聚燃料烃膜比全氟膜具有基本的成本优势,汽车关键的成本目标可以比之前预期的更早实现。

“多元燃料肯定先进,”哥伦比亚大学化学和生物工程教授David P.Wilkinson博士,以及世界领导者的巴拉德动力系统的研发前副总裁质子交换膜燃料电池。“汽车制造商和燃料电池制造商可以预期积极和快速地对此公布作出反应。”加拿大被认为是燃料电池研究和开发的世界卓越中心,威尔金森另外预约了加拿大政府指导国家研究委员会的燃料电池创新研究所。

PolyFuel总裁兼首席执行长巴尔科姆(Jim Balcom)说,这种“快速而积极的反应”已经发生。“这些公司审查我们的数据的那一分钟,会议和测试样本的要求几乎是在瞬间发出的。”

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