鉅大LARGE | 點擊量:550次 | 2022年03月24日
高成本是制約燃料動力電池產業化的關鍵因素
在動力電池行業獲得難得機遇時,燃料電池也迎來快速發展。相較于鋰電池,燃料電池具有能量轉化效率高、使用壽命長、維護工作量少以及能連續大功率供電等優點。不過,由于種種制約,燃料電池產業還處于商業化導入期,距離大規模應用還有相當長的一段距離。
燃料電池發展勢頭向好
燃料電池的研究與發展,為便攜式電子設備帶來一場深刻的革命,并且還會波及到汽車業、住宅以及社會各方面的集中供電系統。它將把人們由集中供電帶進分散供電的新時代。因為太陽能供電雖然能替代部分能源,但它受天氣與氣候的制約,核能利用又存在安全問題。而燃料電池供電,沒有二氧化碳的排放,解決了火力發電使全球環境污染的問題,是純正的綠色清潔能源。隨著燃料電池關鍵技術瓶頸得以解決,以及新技術開發研究和商業化運作,燃料電池技術必將迎來廣闊的發展前景。
數據顯示,2010-2015年,全球燃料電池累計出貨量約為28.99萬套,年復合增長率達到32%。2015年燃料電池出貨量約為7.15萬套,同比增長12.42%。
出貨容量方面,2010-2015年,全球燃料電池累計出貨系統容量約為1110.7MW,年復合增長率達到30%。2015年燃料電池出貨系統容量約為342.7MW,同比增長84.84%。可見隨著燃料電池技術的逐漸成熟和應用領域的多元化,燃料電池單個電堆容量正在快速增長。
充電溫度:0~45℃
-放電溫度:-40~+55℃
-40℃最大放電倍率:1C
-40℃ 0.5放電容量保持率≥70%
燃料電池發展的制約因素
首先,高成本是制約燃料電池產業化的關鍵因素。燃料電池成本中占比最高的是燃料電池組,其次是氫燃料罐和電池配件。如果未來要實現燃料電池商業化,并與內燃機汽車進行競爭,那么燃料電池組的成本必須下降,其中主要涉及關鍵部件的成本,包括:鉑催化劑、電解質膜、雙極板、氫燃料罐和電池配件。
制約燃料電池產業化成本因素
其次,燃料電池的類型有很多,其中氫能燃料電池研發的首要問題,就是解決氫氣來源,也就是如何廉價制氫。傳統工業制氫的方法以化石材料制氫、電解水制氫為主。而隨著對大規模制氫需求的提高,生物制氫、熱化學制氫和太陽光催化光解制氫等方法也獲得廣泛應用。從成本角度來看,在燃料電池推廣初期,應以分散式制氫為主,可進一步控制成本,且使用便利。但隨著未來燃料電池規模化發展之后,集中制氫的成本和環保優勢將會進一步突出。
再次,燃料電池汽車的推廣,其中最主要的制約因素是配套設施的缺失,即加氫站的覆蓋率過小,而其高昂的建設成本也使得加氫站的建設只能作為試驗性經營。中國目前擁有4座加氫站,都處于示范狀態,尚未進行商業化運營,但這些還遠遠不足以滿足燃料電池產業化推廣的要求。
最后,儲藏與安全問題。通常氫氣以3種形態存儲和運輸:高壓氣態、液態和氫化物狀態。短期內,高壓罐儲氫仍是主要氫氣儲存運輸手段。但從長期來看,更需要具備高儲氫容量、高安全性、吸/放氫速率快、長壽命和低成本的儲氫材料。因此,輕質儲氫材料、有機液態儲氫材料等低壓或常壓儲氫材料將成為未來發展的重點。
下一篇:新型石墨烯及石墨烯基鋰電池推出