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      限制燃料電池應用的主要技術瓶頸是否與石墨雙極板有關?

      作者:jcadmin 發布時間:2020-06-08 14:12:44

      安全和效益是民航技術應用的準則,對照民航技術應用需求,燃料電池的不足之處主要有以下4方面:

      (1)系統總體功率密度還需提高。燃料電池作為飛機的輔助動力裝置,應避免額外空中損耗而增加飛機燃油消耗。因此,燃料電池系統的功率密度至少應高于1kW/kg。目前,投入商業使用的固態氧化物型燃料電池的功率密度僅為0.02kW/kg,質子交換膜型燃料電池的功率密度約為0.8~1.6kW/kg??梢?,對于可使用航煤等化石燃料的固態氧化物型燃料電池而言,還需通過優化電解質材料、電極材料、生產工藝等方法繼續提高功率密度。

      (2)燃料存儲復雜。質子交換膜型燃料電池需使用純氫燃料,燃料的質量可占電池系統總重量的20%。但液態氫的長期存儲(當前最先進的氫儲罐的日泄漏量約為0.5%)及加注仍面臨諸多技術問題。壓縮氫形式則較為簡單,但其儲能密度僅為化石燃料的17%。當燃料需求量增加時,將使電池的體積與質量明顯增加。固態氧化物型燃料電池使用的是極低硫化石燃料(硫含量低于1×10-6)。目前,航煤硫含量水平為(300~1000)×10-6,因此,需要對現有航煤進行進一步脫硫處理或另行設置機載脫硫裝置。

      (3)安全性有待提高。質子交換膜型燃料電池系統儲氫裝置在高空低氣壓條件下更易發生氫泄漏,并在密封的機體中進行累積,導致諸多直接與間接的安全問題。固態氧化物型燃料電池的運行溫度通常為600~1000℃,長期在振動、高低溫循環等環境下工作時,安全性水平將明顯降低。從這些點就看的出就是石墨雙極板后期加工的一些技術問題,特別實在超薄的時代。

      (4)系統壽命還需進一步提高。目前車用質子交換膜型燃料電池的壽命與民用飛機機載系統平均40000h的壽命相比仍有較大差距,一定程度上增加了地面的維護成本與時間,影響出勤率水平。

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