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甲醇燃料電池與水氫機

鉅大鋰電  |  點擊量:0  |  2019年05月04日  

自從3月份八部委聯合下發的《在部分地區開展甲醇汽車應用的指導意見》后,關于甲醇汽車、甲醇燃料電池重磅利好的消息鋪天蓋地,布局甲醇燃料電池的上市公司股價更是受帶動上漲。

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甲醇燃料電池落地難?

然而,也有批評者對這些鼓吹的信息提出質疑,并認為意見稿只是針對甲醇汽車的,并不是針對甲醇燃料電池的,甲醇燃料電池頗有喧賓奪主之嫌,進而提出了盡管甲醇燃料電池有很多優勢,但是弊端也不少,比如技術瓶頸、商業化落地難。

“盡管甲醇燃料電池汽車的優點十分顯著,但啟動時間長、系統功率小、部分核心部件和控制系統的復雜等問題仍阻礙著甲醇燃料電池車的大規模落地推廣。以當前車用領域主要采用的“甲醇重整+高溫燃料電池”技術路線為例,為滿足高溫甲醇重整器與高溫電堆的匹配和工作穩定性,甲醇重整制氫器的工作溫度需達200℃以上,僅借助外部加熱使燃燒室溫度升至標準溫度的操作就需耗時約30分鐘,因此帶來的啟動時間長、響應速度慢等問題十分顯著,需要與超級電容或鋰電池儲能系統并聯使用來滿足產品對電能的動態需求。對應產品的可靠性也仍有待更多數據驗證。”

更有聲音提出“甲醇燃料電池目前的技術狀態只適用于固定式發電,能量密度沒有其他類型的燃料電池高,單模塊功率沒法做到500W,不符合車用需求。”“事實上,車上空間有限,運行環境復雜,再裝一個小型化工重整裝置并不現實。”

水氫≠甲醇燃料電池≠間接甲醇燃料電池

表面上這些尖銳的批判聲音不無道理,但是從很多細節上也暴露出了批判者對甲醇重整制氫及甲醇制氫在燃料電池的應用認知太少。

其中,有人認為甲醇燃料電池從技術細分來看,已形成“甲醇重整+高溫燃料電池”、“甲醇重整制氫+氫氣提純+低溫燃料電池”、“甲醇重整+除CO裝置+低溫燃料電池”3條主要技術路線。

其實,這三條技術路徑從嚴格意義上來講僅僅屬于間接甲醇燃料電池的分支路線。一般意義上的甲醇燃料電池是指直接甲醇燃料電池,直接使用甲醇水溶液或蒸汽甲醇為燃料供給來源,而不需通過甲醇、汽油及天然氣的重整制氫以供發電。

此外,還有人提出“甲醇重整制氫器借助外部加熱使燃燒室溫度升至標準溫度的操作就需耗時約30分鐘”、“啟動時間長、響應速度慢”、“對應產品的可靠性也仍有待更多數據驗證”、“只適用于固定式發電,不符合車用需求”、“車上空間有限,運行環境復雜,再裝一個小型化工重整裝置不現實”。

水氫機是甲醇水蒸氣重整制氫技術與低溫燃料電池發電技術高度集成的發電裝置,它選用的技術路線為“甲醇重整制氫+氫氣提純+低溫燃料電池”。早在10年前水氫機的發明人向華博士在經過周密調研之后就確定了水氫路線的可行性和發展前景,并且一直在該技術路線上深耕,同時也影響了一批從業者。

水氫機利用制氫上的優勢與當前最高效的氫燃料電池進行高度集成,實現了氫燃料電池的最長壽命化、最高效化、最清潔化。同時,該技術路徑避開了傳統用氫過程中的儲運及加氫過程,解決了氫能應用的安全問題、成本問題及基礎設施的建設問題,從根本上解決了燃料電池的氫源,為氫能與燃料電池的大規模市場與商業化提供出路。

水氫機發展勢如破竹

在啟動時間上,水氫機冷啟動時間為5分鐘內,熱啟動為即時啟動,在增加氧化反應等附加措施后,啟動時間可控制在1分鐘之內。水氫機對運行環境無特殊要求,可在常溫常壓環境下正常運行。水氫機系統通過APP遠程操控完全不存在響應慢的技術難題。

與國內外同類裝置相比,水氫機體積小、重量輕,系統中的甲醇水移動制氫裝置,采用具有自主知識產權的新型催化技術、氫氣純化技術和結構優化技術等。此外,水氫機可以根據需求組合成不同功率輸出的水氫動力系統,而其功效和性能保持不變,對于有大功率需求的汽車動力來說完全不在話下。

早在2015年團隊就成功將水氫機應用在電動車上,并已經完成多次迭代開發,同時也多次進行可靠性測試。可以說,水氫機完全做到了利用汽車上有限空間裝一個小型甲醇制氫重整化工廠。

為了快速實現水氫機的市場化、產業化,2018年集團啟動了AH7500水氫機的產業化,并率先與山東濰焦控股集團形成合作伙伴關系,正式啟動10萬套AH7500水氫機產業化項目。目前,廣東、廣西、山西等地AH7500水氫機的產業化工作也在推進中,未來兩年水氫機的市場化勢如破竹。

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