車用燃料電池膜電極制備技術(shù)
01. 成果簡介 近年來,隨著氫能利用技術(shù)發(fā)展逐漸成熟,應(yīng)對(duì)氣候變化壓力持續(xù)增大,以及氫能市場(chǎng)前景巨大,氫能在世界范圍內(nèi)備受關(guān)注,世界發(fā)達(dá)國家均將氫能及綜合應(yīng)用作為未來能源發(fā)展的重點(diǎn)方向之一。燃料電池汽車融合了內(nèi)燃機(jī)汽車和純電動(dòng)汽車的優(yōu)點(diǎn),不僅具有零排放、高效與高功率密度的優(yōu)勢(shì),而且續(xù)駛里程足夠長,被業(yè)界公認(rèn)為是新能源汽車的發(fā)展趨勢(shì)。經(jīng)過北京奧運(yùn)會(huì)23輛、上海世博會(huì)的196輛燃料電池汽車的批量示范驗(yàn)證和多輪技術(shù)迭代優(yōu)化,燃料電池汽車開始進(jìn)入交通運(yùn)輸領(lǐng)域的主戰(zhàn)場(chǎng),從2013年開始,歐、美、日、韓的燃料電池汽車相繼上市銷售。與國外發(fā)展路徑不同,我國從燃料電池商用車切入推進(jìn)氫能在交通領(lǐng)域的應(yīng)用,氫燃料電池商用車已實(shí)現(xiàn)小批量生產(chǎn)并在上海、北京、河北、廣東等地示范運(yùn)營。氫能行業(yè)迎來了產(chǎn)品孕育的發(fā)展機(jī)遇。 膜電極作為燃料電池發(fā)動(dòng)機(jī)的核心部件,代表企業(yè)如美國GORE公司、英國Johnson Matthey公司。本項(xiàng)成果提供了一種制備膜電極的技術(shù),創(chuàng)新點(diǎn)為:1)采用“熱定型法”工藝制備催化層,優(yōu)化電化學(xué)三相界面和促進(jìn)多相傳質(zhì),解決了傳統(tǒng)膜電極性能低、壽命短瓶頸問題;2)發(fā)明了將質(zhì)子交換膜和催化層封裝在氣體擴(kuò)散層內(nèi)的一體化膜電極產(chǎn)品,提升了燃料電池的一致性和可靠性,并提高了電堆生產(chǎn)效率。該項(xiàng)成果已應(yīng)用于示范項(xiàng)目,應(yīng)用情況良好。性能指標(biāo):1)面電導(dǎo): >40S/cm22)拉伸強(qiáng)度: >35MPa3)H2滲透率:<2mA/cm24)[email protected]/cm2 (測(cè)試條件:1.5atm,70℃,空氣計(jì)量數(shù)2.3,濕度80%)5)壽命:20000小時(shí)(加速老化法,10%性能衰減)02. 應(yīng)用前景 燃料電池03. 知識(shí)產(chǎn)權(quán) 本項(xiàng)成果已申請(qǐng)專利22項(xiàng)。04. 團(tuán)隊(duì)介紹 團(tuán)隊(duì)在燃料電池應(yīng)用研究方面已有超過20年的技術(shù)積累,在技術(shù)開發(fā)和成果轉(zhuǎn)化過程中,先后獲得“第十九屆全國發(fā)明展覽會(huì)發(fā)明獎(jiǎng)”金獎(jiǎng)、北京市第三屆發(fā)明專利獎(jiǎng)一等獎(jiǎng)、“清華大學(xué)科研成果推廣應(yīng)用效益獎(jiǎng)”二等獎(jiǎng)、“第十屆國際發(fā)明展覽會(huì)發(fā)明獎(jiǎng)”金獎(jiǎng)、湖北省技術(shù)發(fā)明獎(jiǎng)等多項(xiàng)獎(jiǎng)勵(lì)。負(fù)責(zé)人為副教授、博士生導(dǎo)師,累計(jì)在多個(gè)國際權(quán)威期刊上發(fā)表SCI論文96多篇,申請(qǐng)發(fā)明專利60余項(xiàng)。05. 合作方式 技術(shù)許可。06.聯(lián)系方式 [email protected] [email protected]
清華大學(xué)
2021-04-13