鉅大LARGE | 點(diǎn)擊量：684次 | 2019年04月04日
甲醇制氫+燃料電池技術(shù)，將成為汽車產(chǎn)業(yè)的新寵
2019年3月14日，工信部會(huì)同發(fā)改委、科技部、公安部、生態(tài)環(huán)境部、交通部、衛(wèi)生健康委、市場(chǎng)監(jiān)督總局，以工信部聯(lián)節(jié)【2019】61號(hào)文件，正式下發(fā)了《關(guān)于在部分地區(qū)開(kāi)展甲醇汽車應(yīng)用的指導(dǎo)意見(jiàn)》。《指導(dǎo)意見(jiàn)》全面揭示和啟動(dòng)了我國(guó)甲醇汽車的推廣應(yīng)用，由此帶動(dòng)了我國(guó)工業(yè)領(lǐng)域動(dòng)力燃燒和熱力燃燒應(yīng)用甲醇燃料的全面推進(jìn)。
3月19日，《指導(dǎo)意見(jiàn)》正式在工信部網(wǎng)站上公開(kāi)發(fā)布，引起了行業(yè)和產(chǎn)業(yè)極大的關(guān)注，特別是《指導(dǎo)意見(jiàn)》中第五條指出的“鼓勵(lì)和支持企業(yè)研發(fā)甲醇混合動(dòng)力汽車、甲醇增程式電動(dòng)汽車、甲醇燃料電池汽車產(chǎn)品。加快甲醇汽車科研成果轉(zhuǎn)化及產(chǎn)業(yè)化應(yīng)用”?？梢哉f(shuō)既是給新一代甲醇汽車的發(fā)展指出了方向，也是給甲醇汽車制造企業(yè)，乃至汽車行業(yè)提出了新的挑戰(zhàn)。相信甲醇燃料動(dòng)力燃燒技術(shù)的應(yīng)用，甲醇燃料電池技術(shù)的應(yīng)用，一定會(huì)有一個(gè)較大和較快的發(fā)展。
能源界新秀---甲醇燃料
甲醇作為一種（碳、氫）能量的載體，本質(zhì)潔凈，其常溫常壓液態(tài)的基本物理屬性，使得儲(chǔ)、運(yùn)、用以及能量形式的轉(zhuǎn)換更加安全便捷。甲醇由于來(lái)源廣泛、經(jīng)濟(jì)體量巨大、全產(chǎn)業(yè)鏈可持續(xù)發(fā)展，已逐步為全球業(yè)界公認(rèn)是一種理想的新型清潔可再生燃料。
甲醇作為一種燃料，始于第二次世界大戰(zhàn)后期，當(dāng)時(shí)德國(guó)、日本、意大利等國(guó)家礦產(chǎn)資源嚴(yán)重匱乏，為了不受制于人，甲醇被作為汽油的替代品使用，在那時(shí)發(fā)揮了巨大的作用，當(dāng)時(shí)的德國(guó)開(kāi)發(fā)出的“超級(jí)油料”就是甲醇、汽油和添加劑制成的成品燃料，由于當(dāng)時(shí)的技術(shù)無(wú)法規(guī)避甲醇對(duì)金屬和橡膠件的腐蝕問(wèn)題，德國(guó)將其用來(lái)充當(dāng)火箭燃料。
符合Exic IIB T4 Gc防爆標(biāo)準(zhǔn)
充電溫度：0~45℃
-放電溫度：-40~+55℃
-40℃最大放電倍率：1C
-40℃ 0.5放電容量保持率≥70%
甲醇再一次作為燃料進(jìn)入人們的視野是在上世紀(jì)七十年代，被視為替代燃料以應(yīng)對(duì)原油價(jià)格的沖擊。
1.1997年奔馳公司推出了第一臺(tái)以甲醇作為燃料的FCV，Necar3，它通過(guò)甲醇水蒸氣重整技術(shù)將甲醇重整，得到氫氣并將氫氣導(dǎo)入電堆發(fā)電，此過(guò)程中氫氣即產(chǎn)即用。
2.2000年推出的奔馳Necar5，這款車在Necar3的基礎(chǔ)上，在性能方面有著極大提升，尤其體現(xiàn)在“減體積”方面。
3.1996-2004年間，本田公司也在燃料電池領(lǐng)域就甲醇重整制氫做了相應(yīng)的研究，并推出了相關(guān)車型。
甲醇在歐美和日本均屬于化工產(chǎn)品，日常生活中人們和甲醇的關(guān)聯(lián)度不高，對(duì)甲醇的接觸和了解程度遠(yuǎn)不如中國(guó)。在中國(guó)，甲醇作為“燃料”，已經(jīng)經(jīng)歷了多年的發(fā)動(dòng)機(jī)研發(fā)和實(shí)車推廣測(cè)試工作，甲醇供應(yīng)鏈完備。
IP67防水，充放電分口 安全可靠
標(biāo)稱電壓：28.8V
標(biāo)稱容量：34.3Ah
電池尺寸：(92.75±0.5)* (211±0.3)* (281±0.3)mm
應(yīng)用領(lǐng)域：勘探測(cè)繪、無(wú)人設(shè)備
甲醇能源推動(dòng)汽車制造業(yè)發(fā)展
甲醇重整制氫在海外經(jīng)歷了長(zhǎng)達(dá)10年（2006-2016年）的低潮期，僅僅在備用電源領(lǐng)域有所應(yīng)用。而國(guó)內(nèi)從2010年起，開(kāi)始有企業(yè)對(duì)此關(guān)注，做相應(yīng)的研究，并從2014年開(kāi)始逐步推出產(chǎn)品。
2011年，世界大學(xué)生運(yùn)動(dòng)會(huì)在深圳舉行。當(dāng)年，市政府決定推廣2011輛新能源車，其中1000輛采用了磷酸鐵鋰電池。也正是這批電池催生了甲醇燃料電池在汽車上的應(yīng)用：因?yàn)槟且慌?a href="/keywords/lidianchi/" class = "seo-anchor" data-anchorid=120 target="_blank">鋰電池電動(dòng)車?yán)锍趟p太快，迫切需要解決方案，有人開(kāi)始考慮用燃料電池給鋰電池隨車充電——增程式。
2015年，Mirai橫空出世，7萬(wàn)美元的售價(jià)，113kW的電堆，一下子打開(kāi)了中國(guó)氫燃料電池工作者的思路：燃料電池可以做到很便宜。性能上不需要一口氣達(dá)到100kW以上，可以從30kW開(kāi)始。
在這個(gè)技術(shù)路線的指導(dǎo)下，基于甲醇重整燃料電池發(fā)電系統(tǒng)開(kāi)始進(jìn)入我國(guó)汽車制造業(yè)的視野，正式邁入中國(guó)汽車產(chǎn)業(yè)的發(fā)展舞臺(tái)，并由此開(kāi)始在中國(guó)得到深入研究。
甲醇重整制氫+氫燃料電池系統(tǒng)作為“發(fā)電機(jī)”系統(tǒng)，主要有三種技術(shù)路線：
A.第一類技術(shù)是甲醇重整+高溫燃料電池（甲醇重整制氫高溫燃料電池），這類技術(shù)是現(xiàn)階段發(fā)展比較快的技術(shù)路徑，代表企業(yè)有丹麥Senergy、博氫Palcan，已在電動(dòng)車及其他特殊領(lǐng)域得到應(yīng)用。
高溫燃料電池是指工作溫度在160℃以上的質(zhì)子交換膜技術(shù)。相比于85℃左右工作溫度的常溫/低溫系統(tǒng)，高溫燃料電池的160℃工作溫度可以保證氫氣在電堆內(nèi)反應(yīng)后的產(chǎn)物都是水蒸氣，而不存在液態(tài)水的可能。目前高溫燃料電池與低溫質(zhì)子交換膜燃料電池都是目前最成熟的燃料電池技術(shù)，然而，高溫燃料電池最大缺陷在于效率低、體積大、催化劑和膜的技術(shù)問(wèn)題未得到有效解決，同時(shí)它還面臨著產(chǎn)業(yè)化的問(wèn)題。
B.第二類技術(shù)是甲醇重整制氫+氫氣提純+低溫燃料電池（水氫技術(shù)），該路徑是甲醇重整制氫技術(shù)與低溫純氫燃料電池技術(shù)的集成。將甲醇水重整獲得的富氫進(jìn)行提純，獲得99.9999%純度的高純氫，氫氣再進(jìn)入燃料電池電堆發(fā)電。代表企業(yè)有上海合既得、廣東合即得、廣東能態(tài)、山東濰氫等水氫系企業(yè)。目前水氫技術(shù)已經(jīng)成功應(yīng)用在電動(dòng)車、通訊基站電源上，得到廣泛認(rèn)可。
低溫純氫燃料電池是目前最成熟、最高效的燃料電池技術(shù)，早已實(shí)現(xiàn)了批量生產(chǎn)，并在眾多應(yīng)用領(lǐng)域廣泛應(yīng)用。目前實(shí)現(xiàn)商業(yè)化應(yīng)用的燃料電池汽車都采用的是低溫燃料電池系統(tǒng)，比如豐田Mirai、本田Clarity。
C．第三類技術(shù)是甲醇重整+除CO裝置+低溫燃料電池。
這一技術(shù)的特點(diǎn)是，通過(guò)催化劑，對(duì)甲醇重整產(chǎn)生的混合氣中的CO進(jìn)行選擇性氧化，使之變?yōu)镃O2，從而以混合氣的形式進(jìn)入到低溫堆的陽(yáng)極，氫氣參與反應(yīng)發(fā)電，其他氣體從陽(yáng)極排出。目前，主要以歐洲部分研究所研究為主導(dǎo)。
除以上三種甲醇重整制氫燃料電池系統(tǒng)外，還有一種就是直接甲醇燃料電池DMFC（DirectMethanolFuelCell）。電堆的結(jié)構(gòu)也是PEM的結(jié)構(gòu)，雙極板加質(zhì)子膜是主體部分。然而，與其他燃料電池相比，盡管DMFC的優(yōu)勢(shì)明顯，但其發(fā)展卻比其他燃料電池緩慢。
最具有競(jìng)爭(zhēng)力的甲醇制氫+燃料電池技術(shù)裝備---水氫機(jī)
水氫機(jī)是甲醇水蒸氣重整制氫技術(shù)與燃料電池發(fā)電技術(shù)高度集成的裝置，包含制氫、發(fā)電和智能控制三大系統(tǒng)。其工作原理為甲醇水混合液在重整器內(nèi)被轉(zhuǎn)化為富氫重整氣，富氫通過(guò)純化膜形成超純氫，純氫進(jìn)入低溫質(zhì)子交換膜燃料電池電堆后通過(guò)氫氧反應(yīng)即可發(fā)電。智能控制系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)了制氫系統(tǒng)與發(fā)電系統(tǒng)之間運(yùn)行交互協(xié)調(diào)及氫氣的即產(chǎn)即用。
目前水氫機(jī)制備氫氣的純度高達(dá)6個(gè)9，高純氫可以提高燃料電池的系統(tǒng)壽命和效率。它采用了尾氣循環(huán)利用技術(shù)，唯一排放的二氧化碳又可以回收，因此它是零排放的。此外，水氫機(jī)制氫過(guò)程中不需要氧氣，因?yàn)樗畾錂C(jī)的原料甲醇中含有氧氣，直接利用氧化和催化就可以實(shí)現(xiàn)無(wú)空氣移動(dòng)制備高純氫。氫氣高純化、尾氣循環(huán)利用等關(guān)鍵技術(shù)使水氫機(jī)具有“動(dòng)氫”、“高純動(dòng)氫”、“無(wú)排放高純動(dòng)氫”等優(yōu)勢(shì)。
水氫機(jī)在制氫上的優(yōu)勢(shì)與當(dāng)前最高效的氫燃料電池進(jìn)行高度集成，可以實(shí)現(xiàn)氫燃料電池的最長(zhǎng)壽命化、最高效化、最清潔化。
在技術(shù)線上，水氫機(jī)可以完全避開(kāi)傳統(tǒng)用氫過(guò)程中的儲(chǔ)運(yùn)及加氫過(guò)程，解決氫能應(yīng)用的安全問(wèn)題、成本問(wèn)題及基礎(chǔ)設(shè)施的建設(shè)問(wèn)題，從根本上解決燃料電池的氫源，為氫能與燃料電池的大規(guī)模市場(chǎng)與商業(yè)化提供出路。
為了突破氫燃料電池在推廣應(yīng)用中所存在的經(jīng)濟(jì)性和安全性問(wèn)題，致力于快速實(shí)現(xiàn)水氫機(jī)的市場(chǎng)化、產(chǎn)業(yè)化，2018年集團(tuán)啟動(dòng)了AH7500水氫機(jī)的產(chǎn)業(yè)化，并率先與山東濰焦控股集團(tuán)形成合作伙伴關(guān)系，正式啟動(dòng)10萬(wàn)套AH7500水氫機(jī)產(chǎn)業(yè)化項(xiàng)目，立足全面提升7.5kW水氫機(jī)的研發(fā)、生產(chǎn)、檢測(cè)能力。
