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氢燃料电池催化材料的挑战与机遇

  氢燃料电池在汽车领域具有综合能效高、环境友好、高可靠、启动迅速等特性,也因此氢燃料电池在汽车领域应用最为普遍。氢燃料电池的催化材料是氢燃料电池结构中的核心材料部件,是电池正常、高效的运行保障。随着当前环境污染压力的不断上升,社会对大规模使用清洁新能源的需求更加迫切,也因此对氢燃料电池催化材料的成本、催化活性、催化稳定性提出了更加严格的要求。


  氢燃料电池行业发展分析


  燃料电池的种类相当多,目前市场上主要有碱性燃料电池(AFC)、质子交换膜燃料电池(PEMFC)、甲醇燃料电池(DMFC)、磷酸燃料电池(PAFC)、熔融碳酸盐燃料电池(MCFC)、固态氧化物燃料电池(SOFC)。这些不同种类的燃料电池输出功率范围、发电效率、优缺点、应用领域都不尽相同。目前主流用于汽车的燃料电池是氢燃料电池,氢燃料电池是一种能够将储存在燃料(氢气)和氧化剂(空气中的氧气)中的化学能直接转换为电能的能量转换装置,其基本工作原理就是电解水的逆过程,而目前在氢燃料电池中以质子交换膜燃料电池居多,这主要是因为其在电动汽车、固定发电站领域具有广阔的大规模应用的前景。


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  图为目前市场常见电池近十年的出货量,从图中我们可以看到整体燃料电池出货量从2009-2013年大幅上升,2013年以后整体出货量的趋势稳重有升。另外,可以看到氢燃料电池PEMC从2014-2018年整体趋势略有降低,但目前占有率仍然很高(高于50%)。值得注意的是SOFC电池的出货量这几年增加也较为明显,这主要是由于SOFC在亚太地区尤其是在日本小型高效率发电系统ENE-FARM的家用燃料电池正在快速普及和发展。

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