氢能与燃料电池关键科学技术:挑战与前景

朱明原1,刘文博1,刘杨2,齐财2,李瑛1,李文献1,张久俊2 (1.上海大学材料科学与工程学院;2.上海大学理学院可持续能源研究院)
摘要: 氢能是可持续的二次清洁能源,产业链主要包括氢气的制取、储存、运输和应用等环节. 燃料电池是氢能利用的主要方式, 处于产业链的核心地位。以氢能产业链为主线,围绕氢能燃料电池产业化进展,对制氢、储氢、加氢站、氢能燃料电池电堆及关键材料, 以及车用燃料电池系统关键部件的技术特征、产业化进展、发展现状及存在的挑战进行了概述,尤其对中国燃料电池产业链的发展现状进行了重点介绍。为了加速氢能与燃料电池真正意义上的产业化, 还提出了几点需要克服挑战的研发方向。
关键词: 氢能; 燃料电池; 产业链

目录介绍

1 氢能与燃料电池应用的意义

2 氢能与燃料电池产业链现状

2.1 上游:氢气制备、储运及供给使用

2.1.1 氢气制备

1化石能源重整魏齡

2)工 业副产氢气的回收提纯利用

3)电 解水制氢

4)太阳能制氯(包括光催化和光热解制氢)

2.1.2 气储运

1)高压气态储氢

2)低温液态储氢

3)固态储氢

4)有机液体储氢

2.1.3 加氢站

2.2 中游:氢能燃料电池系统( 以质子交换膜燃料电池为例)

2.2.1 电堆

1)膜电极MEA

2)催化剂

3)质子交换膜PEM

4)气体扩散层

5)双极板

2.2.2 辅助系统

1)空气压缩机

2)燃料供给系统

2.3 下游:氢能燃料电池的应用

2.3.1 固定式领域

2.3.2 运输式领域

2.3.3 便携式领域

3 中国氢能燃料电池技术及政策扶持

3.1 自主知识产权的核心技术

3.2 电池系统的可靠性、功率密度及寿命

3.3 加氢站的核心技术

3.4 政策引导、技术标准及检测体系

4 结束语

 

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