燃料电池最新突破可能实现商业化 全国今年燃料电池汽车产销量647辆

燃料电池是一种将存在于燃料与氧化剂中的化学能直接转化为电能的发电装置，具有较高的能量转化效率;安装地点灵活;占地面积小，建设周期短;负荷响应快，运行质量高等优点。

财政部、工信部、科技部、国家发改委、国家能源局五部委联合发布《关于开展燃料电池汽车示范应用的通知》(下称《通知》)以来，各地对燃料电池汽车表现出极大热情。目前申报工作已经完成，全国近20个城市群提交了申报材料，仅海南、新疆、西藏等少数省区没有城市参与其中。

根据中研普华出版告《2021-2025年中国燃料电池行业深度分析及投资前景预测研究报告》分析显示：

与火热申报局面形成鲜明对比的，却是“冰冷”的燃料电池汽车产销量数据。今年前10月，燃料电池汽车产销量仅完成647辆和658辆，同比分别下降53.5%和50.4%。在各地“快马加鞭”布局燃料电池汽车的背景下，业内人士认为，首批燃料电池汽车示范城市群数量不宜过多，应重点选择一些产业基础较好、资金实力雄厚的地区进行布局。

燃料电池最新突破

联合研究团队开发出一种用于燃料电池的质子导体。该导体以聚苯乙烯磷酸为基础，可在高达200摄氏度和无水的情况下，保持高质子电导率。该团队的研究人员分别来自洛斯阿拉莫斯国家实验室(Los Alamos National Laboratory)、德国斯图加特大学(University of Stuttgart)、新墨西哥大学(University of New Mexico)和桑迪亚国家实验室(Sandia National Laboratories)。

燃料电池是一项很有前途的技术，可以通过电化学过程将氢转化为电能，而且只排放水。Los Alamos的项目负责人Yu Seung Kim表示：“虽然高效燃料电池电动汽车已成功投入商用，但要开发下一代燃料电池平台，向重型汽车应用发展，需要进一步实现技术创新。目前燃料电池面临的技术挑战之一是，由燃料电池放热电化学反应导致的散热问题。”

目前通过在高电池电压下运行燃料电池，来满足其散热要求。为了构建高效的燃料电池发动机，燃料电池堆的工作温度至少要达到与发动机冷却液相同的温度(100摄氏度)。Kim表示：“我们认为磷化聚合物是很好的选择，但在燃料电池工作温度下会形成不必要的酸酐，因而无法采用以前的材料。我们一直专注于制备不会形成酸酐的膦酸化聚合物。斯图加特大学的研究人员通过将氟成分引入聚合物中，来制备这种材料。令人兴奋的是，我们现在有了可用于高温燃料电池的膜和离聚物粘合剂。”

十年前，Atanasov和Kerres开发了一种磷化聚五氟苯乙烯的新合成方法，其中包括(I)通过自由基乳液聚合五氟苯乙烯;(II)通过亲核磷化反应使该聚合物磷化。出人意料的是，这种聚合物在大于100摄氏度的情况下，表现出比Nafion更好的质子导电性，并且在大于300摄氏度时，具有优异的化学和热稳定性。

二人与Los Alamos的Kim分享了他们的研究成果，因此Kim的团队利用磷化聚合物，开发了高温燃料电池。将膜电极组件与LANL的离子对配位膜集成，使用磷化聚合物的燃料电池表现出优异的功率密度，在H2/O2条件下为1.13W cm-2，在160摄氏度下可保持稳定超过500h。Kim表示：“功率密度达到1W cm-2以上，具有里程碑意义。由此可以看出，这项技术有可能实现商业化。”

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