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高功率密度燃料电池及应用:德国和法国的研究与生产

【摘要】:德国弗劳恩霍夫可靠性和微集成研究所和柏林工业大学合作开发了一种能够提供12W功率、重30g的燃料电池。但这样的高功率密度燃料电池还未曾在几百克以上的系统中得以实现[BUL]。法国的Paxitech[PAX]公司能够生产满足多种不同移动式应用需求的燃料电池,如图4-9所示。一个燃料电池单元质量为500g,能够输出20W的功率。图4-9 Paxitech公司的燃料电池模型图4-9 Paxitech公司的燃料电池模型

燃料电池为一些特殊的板载能源供给提供了很有吸引力的解决方案,这在最近发表的一些综述性论文中进行了介绍与比较[KUN 07,MOR 07]

德国弗劳恩霍夫可靠性和微集成研究所和柏林工业大学合作开发了一种能够提供12W功率、重30g的燃料电池。但这样的高功率密度(400W/kg)燃料电池还未曾在几百克以上的系统中得以实现[BUL]。

该领域的其他研究机构还有法国原子能署(CEA,法国格勒诺布尔)[MAR 05,PIC 07,GON 06],法国电子微电子纳米技术研究所(IEMN,法国里尔)[KAM 08],谢布鲁克大学[EUR 01]。此外,加拿大温哥华大学和加州大学伯克利分校也在合作进行相关技术的研发。

移动式应用是燃料电池的一个潜在市场,但当前大功率燃料电池(交通或家用)的普及受到材料(金属铂与质子交换膜)充裕性及价格的制约。低功率或小功率的燃料电池与高功率的相比,所需的材料要少,但其成本也已与当前非常昂贵的蓄电池相当。

法国的Paxitech[PAX]公司能够生产满足多种不同移动式应用需求的燃料电池,如图4-9所示。一个燃料电池单元质量为500g,能够输出20W的功率。这种燃料电池发电单元需要与储氢装置相连,采用金属氢化物储氢装置可以使燃料电池发电系统的比能量达到160~180W·h/kg。然而,实验研究表明,如果将氢气储存在化学氢化物中,则能够获得600~800W·h/kg的比能量,这比当前最好的电池高四倍以上。

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图4-9 Paxitech公司的燃料电池模型(反应堆,不包括储氢装置)