重获新生！甲醇燃料电池的优异性能扫除发展障碍？
来源：宝鄂实业
2019-04-06 17:26
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甲醇能源推动汽车制造业发展
甲醇重整制氢在海外经历了长达10年（2006-2016年）的低潮期，仅仅在备用电源领域有所应用。而国内从2010年起，开始有企业对此关注，做相应的研究，并从2014年开始逐步推出产品。
2011年，世界大学生运动会在深圳举行。当年，市政府决定推广2011辆新能源车，其中1000辆采用了磷酸铁锂电池。也正是这批电池催生了甲醇燃料电池在汽车上的应用： 因为那一批的 锂电池电动车里程衰减太快，迫切需要解决方案，有人开始考虑用燃料电池给锂电池随车充电——增程式。
2015年，Mirai横空出世，7万美元的售价，113kW的电堆，一下子打开了中国氢燃料电池工作者的思路：燃料电池可以做到很便宜。性能上不需要一口气达到100kW以上，可以从30kW开始。
在这个技术路线的指导下，基于甲醇重整燃料电池发电系统开始进入我国汽车制造业的视野，正式迈入中国汽车产业的发展舞台，并由此开始在中国得到深入研究。
甲醇重整制氢+氢燃料电池系统作为“发电机”系统，主要有三种技术路线：
A.第一类技术是甲醇重整+高温燃料电池（甲醇重整制氢高温燃料电池），这类技术是现阶段发展比较快的技术路径，代表企业有丹麦Senergy、博氢Palcan，已在电动车及其他特殊领域得到应用。
高温燃料电池是指工作温度在160℃以上的质子交换膜技术。相比于85℃左右工作温度的常温/低温系统，高温燃料电池的160℃工作温度可以保证氢气在电堆内反应后的产物都是水蒸气，而不存在液态水的可能。目前高温燃料电池与低温质子交换膜燃料电池都是目前最成熟的燃料电池技术，然而，高温燃料电池最大缺陷在于效率低、体积大、催化剂和膜的技术问题未得到有效解决，同时它还面临着产业化的问题。
B.第二类技术是甲醇重整制氢+氢气提纯+低温燃料电池（水氢技术），该路径是甲醇重整制氢技术与低温纯氢燃料电池技术的集成。将甲醇水重整获得的富氢进行提纯，获得99.9999%纯度的高纯氢，氢气再进入燃料电池电堆发电。代表企业有上海合既得、广东合即得、广东能态、山东潍氢等水氢系企业。目前水氢技术已经成功应用在电动车、通讯基站电源上，得到广泛认可。
低温纯氢燃料电池是目前最成熟、最高效的燃料电池技术，早已实现了批量生产，并在众多应用领域广泛应用。目前实现商业化应用的燃料电池汽车都采用的是低温燃料电池系统，比如丰田Mirai、本田Clarity。
C．第三类技术是甲醇重整+除CO装置+低温燃料电池。
这一技术的特点是，通过催化剂，对甲醇重整产生的混合气中的CO进行选择性氧化，使之变为CO2，从而以混合气的形式进入到低温堆的阳极，氢气参与反应发电，其他气体从阳极排出。目前，主要以欧洲部分研究所研究为主导。
除以上三种甲醇重整制氢燃料电池系统外，还有一种就是直接甲醇燃料电池DMFC（DirectMethanolFuelCell）。电堆的结构也是PEM的结构，双极板加质子膜是主体部分。然而，与其他燃料电池相比，尽管DMFC的优势明显，但其发展却比其他燃料电池缓慢。
甲醇重整制氢在海外经历了长达10年（2006-2016年）的低潮期，仅仅在备用电源领域有所应用。而国内从2010年起，开始有企业对此关注，做相应的研究，并从2014年开始逐步推出产品。
2011年，世界大学生运动会在深圳举行。当年，市政府决定推广2011辆新能源车，其中1000辆采用了磷酸铁锂电池。也正是这批电池催生了甲醇燃料电池在汽车上的应用： 因为那一批的 锂电池电动车里程衰减太快，迫切需要解决方案，有人开始考虑用燃料电池给锂电池随车充电——增程式。
2015年，Mirai横空出世，7万美元的售价，113kW的电堆，一下子打开了中国氢燃料电池工作者的思路：燃料电池可以做到很便宜。性能上不需要一口气达到100kW以上，可以从30kW开始。
在这个技术路线的指导下，基于甲醇重整燃料电池发电系统开始进入我国汽车制造业的视野，正式迈入中国汽车产业的发展舞台，并由此开始在中国得到深入研究。
甲醇重整制氢+氢燃料电池系统作为“发电机”系统，主要有三种技术路线：
A.第一类技术是甲醇重整+高温燃料电池（甲醇重整制氢高温燃料电池），这类技术是现阶段发展比较快的技术路径，代表企业有丹麦Senergy、博氢Palcan，已在电动车及其他特殊领域得到应用。
高温燃料电池是指工作温度在160℃以上的质子交换膜技术。相比于85℃左右工作温度的常温/低温系统，高温燃料电池的160℃工作温度可以保证氢气在电堆内反应后的产物都是水蒸气，而不存在液态水的可能。目前高温燃料电池与低温质子交换膜燃料电池都是目前最成熟的燃料电池技术，然而，高温燃料电池最大缺陷在于效率低、体积大、催化剂和膜的技术问题未得到有效解决，同时它还面临着产业化的问题。
B.第二类技术是甲醇重整制氢+氢气提纯+低温燃料电池（水氢技术），该路径是甲醇重整制氢技术与低温纯氢燃料电池技术的集成。将甲醇水重整获得的富氢进行提纯，获得99.9999%纯度的高纯氢，氢气再进入燃料电池电堆发电。代表企业有上海合既得、广东合即得、广东能态、山东潍氢等水氢系企业。目前水氢技术已经成功应用在电动车、通讯基站电源上，得到广泛认可。
低温纯氢燃料电池是目前最成熟、最高效的燃料电池技术，早已实现了批量生产，并在众多应用领域广泛应用。目前实现商业化应用的燃料电池汽车都采用的是低温燃料电池系统，比如丰田Mirai、本田Clarity。
C．第三类技术是甲醇重整+除CO装置+低温燃料电池。
这一技术的特点是，通过催化剂，对甲醇重整产生的混合气中的CO进行选择性氧化，使之变为CO2，从而以混合气的形式进入到低温堆的阳极，氢气参与反应发电，其他气体从阳极排出。目前，主要以欧洲部分研究所研究为主导。
除以上三种甲醇重整制氢燃料电池系统外，还有一种就是直接甲醇燃料电池DMFC（DirectMethanolFuelCell）。电堆的结构也是PEM的结构，双极板加质子膜是主体部分。然而，与其他燃料电池相比，尽管DMFC的优势明显，但其发展却比其他燃料电池缓慢。
