車用燃料電池膜電極制備技術
01. 成果簡介 近年來,隨著氫能利用技術發(fā)展逐漸成熟,應對氣候變化壓力持續(xù)增大,以及氫能市場前景巨大,氫能在世界范圍內備受關注,世界發(fā)達國家均將氫能及綜合應用作為未來能源發(fā)展的重點方向之一。燃料電池汽車融合了內燃機汽車和純電動汽車的優(yōu)點,不僅具有零排放、高效與高功率密度的優(yōu)勢,而且續(xù)駛里程足夠長,被業(yè)界公認為是新能源汽車的發(fā)展趨勢。經(jīng)過北京奧運會23輛、上海世博會的196輛燃料電池汽車的批量示范驗證和多輪技術迭代優(yōu)化,燃料電池汽車開始進入交通運輸領域的主戰(zhàn)場,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氫能在交通領域的應用,氫燃料電池商用車已實現(xiàn)小批量生產(chǎn)并在上海、北京、河北、廣東等地示范運營。氫能行業(yè)迎來了產(chǎn)品孕育的發(fā)展機遇。 膜電極作為燃料電池發(fā)動機的核心部件,代表企業(yè)如美國GORE公司、英國Johnson Matthey公司。本項成果提供了一種制備膜電極的技術,創(chuàng)新點為:1)采用“熱定型法”工藝制備催化層,優(yōu)化電化學三相界面和促進多相傳質,解決了傳統(tǒng)膜電極性能低、壽命短瓶頸問題;2)發(fā)明了將質子交換膜和催化層封裝在氣體擴散層內的一體化膜電極產(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。該項成果已應用于示范項目,應用情況良好。性能指標:1)面電導: >40S/cm22)拉伸強度: >35MPa3)H2滲透率:<2mA/cm24)[email protected]/cm2 (測試條件:1.5atm,70℃,空氣計量數(shù)2.3,濕度80%)5)壽命:20000小時(加速老化法,10%性能衰減)02. 應用前景 燃料電池03. 知識產(chǎn)權 本項成果已申請專利22項。04. 團隊介紹 團隊在燃料電池應用研究方面已有超過20年的技術積累,在技術開發(fā)和成果轉化過程中,先后獲得“第十九屆全國發(fā)明展覽會發(fā)明獎”金獎、北京市第三屆發(fā)明專利獎一等獎、“清華大學科研成果推廣應用效益獎”二等獎、“第十屆國際發(fā)明展覽會發(fā)明獎”金獎、湖北省技術發(fā)明獎等多項獎勵。負責人為副教授、博士生導師,累計在多個國際權威期刊上發(fā)表SCI論文96多篇,申請發(fā)明專利60余項。05. 合作方式 技術許可。06.聯(lián)系方式 [email protected] [email protected]
清華大學
2021-04-13