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碱性膜燃料电池AEMFC性能优越 现阶段存在技术瓶颈

2021-10-14 17:39      责任编辑:周圆    来源:www.newsijie.com    点击:
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碱性膜燃料电池AEMFC性能优越 现阶段存在技术瓶颈

  碱性膜燃料电池(AEMFC),是燃料电池的一种,其性能结合了质子交换膜燃料电池(PEMFC)与碱性燃料电池(AFC)的优点,因此受到关注。在能源结构调整背景下,绿色清洁的新能源需求不断攀升,2015-2020年,全球燃料电池市场呈现飞速增长态势,年均复合增长率达到31%,2020年市场规模约为37亿美元。由此来看,碱性膜燃料电池具有广阔发展空间。
 
  根据新思界产业研究中心发布的《2021-2025年碱性膜燃料电池(AEMFC)行业深度市场调研及投资策略建议报告》显示,由于将质子交换膜燃料电池与碱性燃料电池性能相结合,碱性膜燃料电池拥有二者的优点,同时规避了二者的缺点,理论上来看性能更为优越,因此具有广阔市场前景。现阶段,在全球燃料电池市场中,质子交换膜燃料电池是主流产品,若要替代前者,碱性膜燃料电池除了需要具有优良特性外,还需要具有低成本优势。然而现阶段,碱性膜燃料电池技术尚不成熟,无法对质子交换膜燃料电池形成替代。
 
  碱性膜、电催化剂是是碱性膜燃料电池的核心组件。从电催化剂来看,碱性膜燃料电池催化剂可采用氢氧化类(HOR)和氧还原类(ORR)催化剂,但已问世的绝大多数碱性膜燃料电池中,其阳极和阴极必须采用铂族贵金属(PGM)基催化剂才能够保证性能,使得碱性膜燃料电池成本提高。因此研究不含有贵金属的电催化剂需求迫切。
 
  从碱性膜来看,其性能优劣直接影响碱性膜燃料电池性能与使用寿命。现阶段,已应用于碱性膜制造领域的材料主要有聚砜、聚醚砜、聚醚醚酮、聚苯并咪唑、聚偏氟乙烯、聚四氟乙烯、聚苯醚、聚乙烯醇、聚苯胺等,但单一材料在离子传导性、选择性、机械性能、化学稳定性等方面存在问题。将这些聚合物共混可得到性能优良的碱性膜材料,但技术难度高,因此其研究还在持续深入。
 
  由于碱性膜燃料电池理论性能优异,若碱性膜技术瓶颈突破、生产成本下降,其在替代质子交换膜燃料电池方面优势明显,因此全球多个多家均在大力推动其技术研究,包括美国、加拿大、英国、德国、法国、中国、韩国等国家在内。其中,美国已有研究机构研发出功率密度达到质子交换膜水平的碱性膜,但产品种类极少,绝大多数产品仍达不到要求。
 
  新思界行业分析人士表示,我国“十四五”国家重点研发计划“氢能技术”重点专项中提出,针对低成本基站用不间断电源需求,突破千瓦级非铂碱性膜燃料电池电堆、材料及其组件关键技术。我国政府对碱性膜燃料电池发展日益重视,有利于推动行业技术不断进步。现阶段,全球燃料电池市场中质子交换膜燃料电池占据主导地位,未来若碱性膜燃料电池技术瓶颈突破,凭借优异性能有望对质子交换膜燃料电池形成替代。
 
关键字: 碱性膜燃料电池 AEMFC