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電池 電動(dòng)車商情網(wǎng) 俠名 電動(dòng)車維修 2004-6-17
1、開發(fā)現(xiàn)狀 固體高分子燃料電池(PEFC)是在電解持中使用高分子膜的一種新型能源裝置,它可在較低溫度下動(dòng)作后,啟動(dòng)停止都容易實(shí)現(xiàn)。由于其輸出密度大,電池有可能做得比較小,F(xiàn)在家用或小規(guī)模業(yè)務(wù)用固體高分子燃料電池共生系統(tǒng)(PEFC-Co-gene)有望實(shí)現(xiàn)商品化。 2001年,日本燃料電池實(shí)用戰(zhàn)略研究報(bào)告中指出,到2010年,日本將研制5萬(wàn)輛燃料電池汽車,固定式燃料電池發(fā)電量將達(dá)到210萬(wàn)kW。對(duì)于家用燃料電池,日本政府有下列計(jì)劃項(xiàng)目。 ①固體高分子燃料電池系統(tǒng)實(shí)驗(yàn)研究、固定式燃料電池實(shí)驗(yàn)研究(經(jīng)濟(jì)產(chǎn)業(yè)省METI、新能源財(cái)團(tuán)NEF)。 ②固體高分子燃料電池系統(tǒng)化技術(shù)開發(fā)(經(jīng)濟(jì)產(chǎn)業(yè)省、新能源產(chǎn)業(yè)技術(shù)綜合開發(fā)機(jī)構(gòu)NEDO)。 ③固體高分子燃料電池關(guān)鍵技術(shù)開發(fā)(經(jīng)濟(jì)產(chǎn)業(yè)省、新能源產(chǎn)業(yè)技術(shù)綜合開發(fā)機(jī)構(gòu))。 ④普及固定式固體高分子燃料電池系統(tǒng)的基礎(chǔ)設(shè)施(經(jīng)濟(jì)產(chǎn)業(yè)省、新能源產(chǎn)業(yè)技術(shù)綜合開發(fā)機(jī)構(gòu))。 2、各企業(yè)開發(fā)的情況 日本主要的PEFC-Co-gene開發(fā)企業(yè)有以下幾家: ①荏原巴拉得(日本與加拿大BGS合資公司) 該公司主要從事實(shí)用小規(guī)模發(fā)電系統(tǒng)的開發(fā),2000年開始生產(chǎn)家用1kW級(jí)PEFC-C-gene原型機(jī),2001年生產(chǎn)出2號(hào)原型機(jī),2003年開發(fā)出家用1kW級(jí)PEFC-C-gene準(zhǔn)商用機(jī)1型。AC輸電效率為34%(低熱值),電源組件體積為2271。 ②三洋電機(jī)公司 該公司以盡快將燃料電池商品化為目標(biāo),開發(fā)出裝有固體高分子燃料電池的家用1kW級(jí)PEFC-C-gene。 1999年,三洋將天然氣改性裝置、燃料電池和其他外圍設(shè)備組裝后,通過(guò)微機(jī)實(shí)現(xiàn)自動(dòng)運(yùn)轉(zhuǎn)。三洋展示了燃料電池的商品樣機(jī),今后將研制發(fā)電效率更高的小型系統(tǒng)。 在燃料改性裝置方面,三洋的樣機(jī)采用了大阪燃?xì)獾母咝Ц男云,電力轉(zhuǎn)換裝置則采用低損失開關(guān)元件,由于升壓比合適,轉(zhuǎn)換效率較高。AC輸電效率為32%(低熱值)、電源組件體積為2251。 ③東芝IFC公司 該公司具有生產(chǎn)磷酸燃料電池的技術(shù)和經(jīng)驗(yàn),他們針對(duì)PEFC的商品化進(jìn)行了開發(fā)。2001年,在采用內(nèi)部加濕型器的基礎(chǔ)上,通過(guò)變頻器和控制裝置的一體化,實(shí)現(xiàn)了系統(tǒng)的小型化,樣機(jī)體積為2101。2003年生產(chǎn)出AC輸電效率35%、額定輸出功率為700W的試驗(yàn)樣機(jī)。另外,東芝IFC還與美國(guó)的UTCFC公司合作,共同開發(fā)了供美國(guó)和日本家庭使用的5kW級(jí)PEFC-Co-gene。 ④松下電器產(chǎn)業(yè)公司 松下從1991年開始PEFC的開發(fā),1995年以后加速開發(fā)家用共生產(chǎn)系統(tǒng)和電動(dòng)車用系統(tǒng),1999年建立燃料電池試驗(yàn)室促進(jìn)開發(fā),2003年開發(fā)出AC輸電效率為35%的系統(tǒng),并著手進(jìn)行樣機(jī)商品化的試驗(yàn),產(chǎn)品預(yù)計(jì)2005年上市。 ⑤三菱(Mitsubishi)重工工業(yè)公司 2005年公司進(jìn)行了實(shí)用化的評(píng)價(jià)試驗(yàn),并生產(chǎn)家庭用PEFC-C-gene的樣機(jī)。2003年6月,研制出采用集成配管技術(shù)的系統(tǒng),試制樣機(jī)體積非常。1801),AC輸電效率36%,2003年底生產(chǎn)了樣機(jī)。 ⑥新日本石油公司 從1999年起,公司應(yīng)用過(guò)去的技術(shù)儲(chǔ)備,開始研究將使用石油燃料的PEFC系統(tǒng)實(shí)用化。為此,他們開出使用粗汽油燃料的5kW級(jí)PEFC-Co-gene,2001年7月進(jìn)行了在維護(hù)站實(shí)用環(huán)境下的實(shí)地試驗(yàn)。此外,還開發(fā)了以LPG(液化石油汽)作燃料的1kW級(jí)PEFC-Co-gene,并于2002年4月進(jìn)行了實(shí)地試驗(yàn)。 除了上述企業(yè)外,石川島播磨事工業(yè)、出光興產(chǎn)、豐田(TOYOTA)汽車、日立制作所、富士電機(jī)、松下電工、三菱(Mitsubishi)電機(jī)等企業(yè)也在開發(fā)PEFC-Co-gene。 3、燃?xì)庑袠I(yè)的研發(fā)狀況 日本城市燃?xì)庑袠I(yè)和日本燃?xì)鈪f(xié)會(huì)為了實(shí)現(xiàn)PEFC-Co-gene的實(shí)用化,也在進(jìn)行多方面的研究。 ①東京燃?xì)夤?該公司從1998年開始進(jìn)行家用PEFC-Co-gene的開發(fā),1999年6月在世界(Mondi)上最早公開了獨(dú)立開發(fā)的1kW級(jí)系統(tǒng)。該系統(tǒng)將燃料處理裝置和PEFC相結(jié)合,用城市燃?xì)庾髟。目前,他們正在進(jìn)行燃料處理技術(shù)和共生應(yīng)用技術(shù)的開發(fā),2004年將實(shí)現(xiàn)PEFC-Co-gene的實(shí)用化。 在燃料處理技術(shù)方面,該公司主要進(jìn)行小型高效家用PEFC燃料處理裝置的開發(fā)。2003年1月開發(fā)出了新型燃料處理器,該處理器重量很。ū夭牧嫌30kg降至17kg),部分負(fù)荷效率有所提高(30%輸出時(shí),燃料處理效率由71%提高到76%)(高熱值下)。為了滿足不同家庭在不同季節(jié)的能量需求,其共生應(yīng)用技術(shù)采用了最佳模式下的適量輸出控制技術(shù)。2002年3月以后,該公司還在兩處住宅進(jìn)行了家用PEFC-Co-gene的實(shí)地試驗(yàn)。 ②大阪燃?xì)夤?他們的開發(fā)目標(biāo)是到2005年將家用PEFC-Co-gene實(shí)現(xiàn)商品化。燃料電池開發(fā)中重要課題之一是天然氣改性技術(shù),這就需要在現(xiàn)有改性工藝技術(shù)基礎(chǔ)上開發(fā)新的改性工藝,這包括消除CO的催化劑以及小型、高效、低成本的PEFC用天然氣改性裝置。此外,還應(yīng)該能夠向PEFC的組裝廠提供這些技術(shù)。 大阪燃?xì)夤九c組裝廠一起試制了裝有天然氣改性裝置的0.5~1.0kW級(jí)的共生系統(tǒng),系統(tǒng)可以在家中安裝。他們進(jìn)行了運(yùn)轉(zhuǎn)試驗(yàn),并對(duì)系統(tǒng)的性能、可靠性和耐久性進(jìn)行評(píng)價(jià),并探討了在實(shí)際環(huán)境中,系統(tǒng)的最佳運(yùn)轉(zhuǎn)方法。 ③東邦燃?xì)夤?2001年3月,在本公司綜合技術(shù)研究所建造了燃料電池試驗(yàn)住宅,根據(jù)家庭的各種生活模式,進(jìn)行了PEFC-Co-gene的運(yùn)轉(zhuǎn)試驗(yàn)。他們?cè)谠u(píng)價(jià)樣機(jī)的基本性能、環(huán)境性、可靠性和安全性的同時(shí),也提出了將樣機(jī)實(shí)現(xiàn)商品化的想法,并將這種想法體現(xiàn)在實(shí)際開發(fā)中。為了有效利用PEFC的排熱,他們還開行業(yè)內(nèi)較小的試驗(yàn)樣機(jī),同時(shí)將該機(jī)與燃料電池一起進(jìn)行性能評(píng)價(jià)。 ④其它燃?xì)夤?西部燃料公司2002年開出了“部分負(fù)荷高效運(yùn)轉(zhuǎn)模式”,可以有效利用PEFC-Co-gene產(chǎn)生的電力。 北海道燃?xì)夤,?001-2003三年間,與北海道大學(xué)共同開發(fā)了家用1kW級(jí)PEFC-Co-gene,并進(jìn)行了以下兩項(xiàng)研究: a 在積雪、寒冷環(huán)境的試驗(yàn)住宅中,燃料電池運(yùn)轉(zhuǎn)的優(yōu)化; b 在試驗(yàn)住宅中,對(duì)由地?zé)、太?yáng)(solara)能等自然能源系統(tǒng)與固體高分子燃料電池共生系統(tǒng)組成的新系統(tǒng)進(jìn)行優(yōu)化。 岐阜燃?xì)夤九c日本政府部門共同在車部安裝5kW級(jí)固體高分子燃料電池,進(jìn)行運(yùn)轉(zhuǎn)試驗(yàn)。 ⑤日本燃?xì)鈪f(xié)會(huì) 1998年后,日本燃?xì)鈪f(xié)會(huì)在新能源產(chǎn)業(yè)技術(shù)綜合開發(fā)機(jī)構(gòu)NEDO的贊助下,開展“固體高分子燃料電池高效低成本運(yùn)轉(zhuǎn)研究”。他們以PEFC組裝式1kW級(jí)系統(tǒng)的試制運(yùn)轉(zhuǎn)為出發(fā)點(diǎn),進(jìn)行PEFC-Co-gene的導(dǎo)入和普及活動(dòng)。 2000~2002年,與燃?xì)夤緟f(xié)作,推進(jìn)家用PEFC-Co-gene的普及工作,開發(fā)了燃料電池高效輸出和排熱應(yīng)用技術(shù)。在2000~2004五年間,計(jì)劃進(jìn)行以下兩項(xiàng)工作: a 固定式PEFC的安全性、可靠性和有關(guān)性能的試驗(yàn)和評(píng)價(jià)方法的研討與確認(rèn)。 b 對(duì)國(guó)內(nèi)外標(biāo)準(zhǔn)策劃情況、標(biāo)準(zhǔn)化資料與數(shù)據(jù)進(jìn)行收集。 4、今后的課題 PEFC市場(chǎng)(Rialto)的導(dǎo)入與普及已經(jīng)提上日程,企業(yè)方面的開發(fā)也需要加緊進(jìn)行。今后的課題主要方向是在商品化、高效率、小型化、低成本、短期耐久性以及可靠性的驗(yàn)證等方面。此外,當(dāng)產(chǎn)品進(jìn)入家庭時(shí),其經(jīng)濟(jì)性、節(jié)能性及環(huán)保性也很重要。 目前,燃料電池的專家們正在研討對(duì)家用設(shè)備安全性的考核,同時(shí)也在制訂各種標(biāo)準(zhǔn)。專家們希望,當(dāng)產(chǎn)品正式投放市場(chǎng)(Rialto)時(shí),各種標(biāo)準(zhǔn)能夠完整齊備。 |
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