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氢燃料电池与锂电池各有优缺点,细分下来,在充电/补充燃料时间、污染程度、续航里程、充电站成本、电池成本上,两位各有强项。
比如氢燃料电池只需要几分钟就可以补充燃料,但锂电池即使使用快速充电方法一般也得一个多小时。
氢燃料电池应用领域包括:发电系统、交通动力和特种电源。以特种电源为例,军队使用的柴油发电机,会被敌方卫星扫描检测到军队的分布,而使用氢燃料电池可以有效避免这种情况。
燃料电池对中国有许多优势,可以帮助中国减少对进口能源和原材料的依赖,像锂电池需要许多贵金属,如钴、锂和镍,但大多数燃料电池仅需要铂,作为催化剂,其水平为每千瓦约0.5至0.6克。
虽然大多数氢气是由化石燃料(甲烷)产生的,并用于炼油和化学工业。但中国有另一解决方案,通过电解水产生氢气,因为过去对可再生资源(风能和光伏发电)的投资,产生了大量剩余的电力,可以可利用这些电能制氢,避免了电力的浪费,同时也解决了间歇性风能和太阳能不能很好的融入电网的难题。
据估计,中国每年约有150千兆瓦的可再生能源发电量,它无法整合到电网中。国际氢燃料电池协会副秘书长表示,这些电能可用于为1800万辆乘用车提供动力,中国不需要担心氢气供应。
国内的氢燃料电池技术瓶颈
氢燃料电池最核心的就是膜电极与催化剂,需要在膜电极上喷涂催化剂(含有铂金属),然后将膜电极与双极板压制在一起,形成膜燃料电池堆。在这方面,东方 电气集团走在前列,其膜电极产品已经成功应用于交通动力,备用电源、发电等领域。
(氢燃料电池内部结构)
但该集团相关负责人也表示,国内公司可以制造膜电极制造设备,但是设备的效果不太理想,所以公司进行膜电极制造设备采购时,选用的是美国的设备。膜电极上喷涂的催化剂目前主要由美国或日本进口,国内对于催化剂这种新材料的研究与国外还有差距。
氢燃料电池制造的上游设备和原材料目前还需要依赖国外,这与十年前的中国光伏产业发展情况有点类似,制造电池板的设备和多晶硅原材料需要依赖进口。
氢燃料电池里面催化剂含有铂金属,这种金属含量不高,但是对于氢燃料电池非常关键。铂金属的高价值,也是氢燃料电池高成本的主要原因。所以需要技术突破,在降低铂金属含量的同时,提高燃料电池的效率。同样,如果氢燃料电池如果可以批量大规模生产,也可以将旧电池中的铂金属进行回收再利用,降低成本。
(铂金属目前仍然是氢燃料电池最有效的催化剂)
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