日立万胜研制成功用水与铝粉发电的新型燃料电池系统

出处: 学修网 发布于:2022-02-26 06:48:21浏览(7920)

    日立万胜已开发出一种新型燃料电池系统,只需将水加入铝粉中即可生成氢气,并使用氢气作为燃料来发电。其特点是仅用廉价的铝和氢气就能在常温下生成氢气,而且在氢气生成中不需使用催化剂。还可对废旧材料等铝合金进行再利用,以此实现资源的有效利用。准备用于周边没有市网电力供应的移动电话基站、受灾等情况下使用的紧急电源以及军事用途等,今后将针对功率约 10W ~ 100W 的中小型设备进行开发。  


   利用 Al + 3H 2 O→Al ( OH ) 3 + 3/2H 2 这种反应生成氢气。通过使微粉化且粒子之间不会发生凝聚、即经过特别处理的铝和水发生反应,可利用 1g 铝和 2g 水生成 1.3L 氢气。 


    利用水和铝的反应生成氢气的研究,最初是日本室兰大学教授渡边正夫进行的。在 2004 年的一次展会上看到该大学的展示后,日立万胜也开始了此项研究。当时只能生产理论 60 %左右的氢气,而且在低成本生产铝粉的方法等方面也存在一些课题。日立万胜此后所做的实用化开发一是要确立量产技术,二是要达到每 g 铝粉可生成 1.3L 氢气,即理论值 95 %的水平。 


   在新样品发布会上,使用试制的燃料电池系统,实际进行了笔记本电脑驱动演示。样品由氢气生成装置、发电单元、锂离子充电电池和控制电路构成。外形尺寸为 160mm × 100mm × 60mm ,重 920g 。功率平均为 10W ,最大可达到 20W 。电压为 7.4V 。发电单元采用了氟类固体高分子电解质膜。


   氢气生成装置分别装有容积为 50mL 的水箱和铝粉盒。只要利用小型泵将水送至铝粉盒,就会在铝粉盒中生成氢气,燃料电池也随之开始发电。据悉,利用 20g 铝粉可驱动笔记本电脑 4 ~ 5 个小时,所需的水约为 40mL

。 
   将来有望达到与锂离子充电电池同等的通量密度


   日本万胜认为,今后通过开发关键技术,可将现为 160mm × 100mm × 60mm 的外形尺寸缩小到 97mm × 87mm × 31mm 。如能达到这种程度,就能将它的单位体积通量密度提高到与锂离子充电电池媲美的 300Wh/L 。 
此外,作为此次开发的燃料电池所使用的 MEA (膜电极),日立万胜通过对电极结构进行优化,实现了的 280mW/cm 2 功率密度。该公司不仅准备开展燃料电池系统业务,还准备大力发展 MEA 的外销业务。 

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