燃料电池技术与应用

上一篇 / 下一篇 2006-10-21 18:41:37

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　　首款基于新陈代谢原理电池问世

　　腾讯科技2006年10月20日消息：据国外媒体报道，美国太平洋西北国家实验室的科学家们日前研制成功了全球首款生物燃料电池——它的工作原理完全基于细胞的新陈代谢，但电池中却不包含任何细胞。

　　在此之前，科学家们已经能够制作出各种细胞型的燃料电池——它们的内部充满了结构简单但却能产生电流的生物。这些具有“生命”的电池可以像普通电池那样为电路供电。

　　不过，来自太平洋西北实验室的托马斯·斯奎尔却指出，在他们研制出的这种新型燃料电池中不包含任何细胞。此前，还从没有任何机构或个人开发出过类似的装置。

　　科学家们从Shewanella oneidensis细菌的细胞中提取出了一种被称为色素-A的蛋白质，在进行必要的清洗后，将它们均匀放在了赤铁矿石制成的基片上。

　　通过向提取出的蛋白质提供养分，研究人员成功获得了微量的电流。

　　斯奎尔介绍说，利用纯净的蛋白质制取电流为缩小生物燃料电池的尺寸提供了可能。这一技术投入使用后将有助于推动微型生物燃料电池的实用化。

　　不过，目前这种新型生物电池还只能提供数秒种的电流，并且其功率还无法与先前研制出的使用细菌发电的燃料电池。

来源:http://tech.qq.com/a/20061020/000009.htm
中国科学技术信息研究所加工整理
http://www.chinainfo.gov.cn/data/200610/1_20061020_145950.html

新型燃料电池结构示意图.jpg

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cnlwh 发布于2006-10-23 18:33:25: 国家发改委为燃料电池国家工程研究中心授牌
　　日前，在深圳会展中心举办的第八届高新技术成果交易会上，国家发展和改革委员会举行了国家认定企业技术中心、国家工程研究中心和国家工程实验室授牌仪式。以大连化物所为依托，由新源动力股份有限公司承建的燃料电池工程中心被正式授予“国家工程研究中心”。副所长黄向阳代表工程中心领取了牌匾。此次授牌标志着经国家发改委批准立项的燃料电池国家工程研究中心已正式成立。

　　燃料电池国家工程研究中心于2004年2月获国家发展和改革委员会批准立项。该中心将根据国家产业战略发展需要和市场需求，针对燃料电池产业发展的寿命、成本、性能等核心共性问题，集中在汽车、小型电站、移动电源等应用目标领域，建设创新能力平台，实现核心产业技术突破，将成为我国燃料电池技术创新的源发地、技术转化中心和人才培养中心以及国际燃料电池技术交流中心。

　　燃料电池国家工程研究中心的建成将加快我国燃料电池技术产业化进程，促进燃料电池及相关产业的跨越式发展，缓解我国能源压力和环境保护压力，为实现我国十一五规划目标，“建设资源节约型、环境友好型社会”做出积极贡献。

　　在本届高交会上，国家发改委副主任张晓强在视察国家发改委专馆时，重点了解了燃料电池国家工程研究中心展区，黄向阳向张晓强汇报了工程中心建设进度，详细介绍了在本届交易会上获得自主知识产权证书的燃料电池观光游览车等三件展品，张晓强对中心的建成和发展寄予了厚望，要求加快建设进度，使中心早日落成投入使用。

　　新源动力股份有限公司在本届高交会上还被授予优秀组织奖，并领取了奖杯。

来源：大连化学物理研究所
http://www.cas.ac.cn/html/Dir/2006/10/23/14/42/79.htm

cnlwh 发布于2006-10-25 08:40:31: 东芝最小燃料电池 05年用于便携终端
　　【日经BP社报道】 “我们已成功地开发出了全球最小的燃料电池。将于2005年中期应用于便携终端”（东芝显示器及元件材料综合部主管福间和则）。东芝开发的燃料电池外形尺寸为22mm×56mm×9.1mm（最薄处为4.5mm），重量非常轻，仅8.5g。为直接向燃料电池燃料电极供应甲醇的“直接甲醇方式”，使用浓度100%的甲醇。
　　
　　最大功率为100mW。通过在固体高分子电解质膜上配置3组电极，可得到1.2V的输出电压。能够在内置燃料箱中加2ml甲醇，便携音乐播放机可以驱动20个小时。据称，东芝内部正在使用此次开发的燃料电池，加紧进行便携音乐播放机和蓝牙无线终端等产品的开发。将来还准备应用于手机。升压用的DC-DC转换器等元件，东芝内部也在开发之中，目前的效率约为90%。
　　
　　之所以能实现小型化设计，是因为开发了3项主要技术。第一项是采用了“被动方式”，即取消了稀释和循环燃料的燃料泵等结构部分。利用“类似毛细管现象的原理”取代燃料泵，使燃料及内部产生的部分水发生循环。
　　
　　第二项是高密度分散了直径数mm的触媒（铂）。由此提高了甲醇的分解及氢与氧的反应特性。渗透现象减轻到了原产品的1/7左右。第三项是能够使用浓度100%的甲醇。此次没有公布电解质膜的详情。今后还将进一步提高功率密度、减少发热。（记者：河合基伸）

http://www.nikkeibp.com.cn/china/news/elec/200406/elec200406280106.html

图1.左起依次是电解质膜-电极复合体（MEA）.jpg

图2.右侧是燃料瓶.jpg

图3.燃料电池的正面.jpg

图4.燃料电池的背面。左边凸起部分装燃料.jpg

cnlwh 发布于2006-11-15 18:57:05

意大利Acta展出酒精驱动型燃料电池

图1：意大利Acta公司展出的燃料电池

　　【日经BP社报道】在2006年1月25日～27日于东京BigSight国际会展中心举办的“第2届国际氢·燃料电池展”上，触媒厂商意大利Acta SpA公司展出了可用酒精燃料驱动的燃料电池（图1）。此次展示是与住友商事联合进行的，住友商事现已与Acta公司就燃料电池触媒签订了在日本、韩国和台湾地区的独家销售合同。

　　该公司燃料电池的特点在于没有使用可使质子移动的阳离子交换膜，而是使用了阴离子交换膜。所采用的阴离子交换膜由日本德山生产。在燃料极一侧发生C2H5OH + 12OH → 2CO2 + 9H2O + 12e-反应，在空气极一侧发生3O2 + 6H2O + 12e- → 12OH反应。

　　而过去的直接甲醇燃料电池（DMFC）在燃料极一侧发生的反应则是CH3OH + H2O → CO2 + 6H+ + 6e-，在空气极一侧发生的反应是3/2O2 + 6H+ + 6e- → 3H2O。

　　Acta公司的燃料电池由于可燃料极中使用铁（Fe）、钴（Co）和镍（Ni），在空气极中可使用铁、钴触媒，因此不必使用价格昂贵的铂（Pt）。从功率密度来说，不使用燃料泵和风扇的被动型产品，据说达到了55mW/cm2。

　　从最新的成果来看，现已确认通过改进电解质膜和触媒扩散层粘合剂，能够达到现在2倍以上的功率。不过，由于反应性高，因此需要对空气极一侧的温度不足和粘合剂耐用性进行改进。除此之外，由于燃料极所用的镍触媒易于混入电解质膜，而使燃料极与空气极发生短路，因此必须寻找避免镍浸透的解决对策。另外，Acta公司还透露了使用乙二醇作为燃料进行发电的试制情况。（记者：狩集浩志）

http://www.nikkeibp.com.cn/china/news/news/200602/elec200602010112.html

cnlwh 发布于2006-11-15 19:02:09

大众开发出可在120℃下工作的燃料电池
　　【日经BP社报道】德国大众宣布，利用磷酸开发出了可在120℃高温下工作的燃料电池。该公司预测，顺利的话2020年便可向市场投放可供日常生活使用的燃料电池车。

　　此前的低温型燃料电池（LTFC：Low Temperature Fuel Cell）受制于固体高分子电解质膜的耐热性只能在大约80℃的温度下工作。这样一来，一旦温度升高，电池单元就会受到损伤。在80℃下工作时与外部气温的温差较小，因此为了冷却燃料电池，就需要比原来的汽油车更为复杂的冷却装置。另外，在供给氢气和空气时还需要连续加湿，担负这一任务的辅助装置变得大而重，所以是导致高成本的原因之一。

　　此次开发的高温型燃料电池（HTFC：High Temperature Fuel Cell）通过使用浸有磷酸的电解质膜，可在最高160℃的温度下工作，而且也不需要加湿装置。燃料电池车一般均设想燃料电池在平均120℃的温度下工作，而此次的燃料电池在温度达到130℃时效率也不会降低。而且与原来的燃料电池相比，工作温度更高，因此可凭借与外部气温存在温度差来简化冷却装置。大众认为，与原来的燃料电池相比，整个燃料电池系统所需要的部件可削减至1／3。

　　在对浸有磷酸的电解质膜进行开发之初，通过试制电池单元进行了发电试验，结果表明，电池单元内部产生的水将电解质膜中的磷酸赶了出去，从而导致发电能力迅速降低。因此，大众通过在与电解质膜接合的碳素纤维表面丝网印刷特殊材料，隔断了水对电解质膜的入侵，实现了可在高温下使用的燃料电池。

　　大众目前正在德国Isenbuttel的技术中心以达到实用化水平为目标进行研发。该公司今后打算在2010年前后生产配备输出功率更高的HTFC系统的试验用燃料电池车，并力争2020年前后投产。（记者：栉谷沙江子）

图1：高温电解质膜

图2：HTFC试验

http://www.nikkeibp.com.cn/china/news/nano/auto200611080123.html

[ 本帖最后由 cnlwh 于 2006-11-15 07:04 PM 编辑 ]

cnlwh 发布于2006-11-20 11:42:59: 丰田公布用于燃料电池的自主开发低成本电解质膜

图：试制的电解质膜。左为共聚物，右为混合聚合物。

　　【日经BP社报道】丰田汽车在2006年11月13～17日于美国火奴鲁鲁举行的“2006年燃料电池研讨会（2006 Fuel Cell Seminar）”上，以“高分子电解质燃料电池的超低成本电解质膜开发（The Development of an Ultra-Low Cost Electrolyte Membrane for PEMFC）”为题发表演讲，公布了基于低成本聚乙烯试制电解质膜的结果。

　　丰田汽车此次公开的电解质膜有2种。1种是以聚乙烯为基质，由聚乙烯磺酸和聚乙烯聚合物随机形成的共聚物（图1）。另1种是以聚乙烯为基质的“-（-CH2-CH2-）-”和磺酸为功能基制备的“-（-CH2-CH-SO3H）-”按规则排列进行控制而制成的混合聚合物。

　　共聚物方面，离子交换容量（IEC：ion exchange capacity）为1.2meq/cm3，低于氟类及芳香族类的碳化氢膜，不过质子传导率却比其它电解质膜高。但是，在检测共聚物的电流-电压特性时，内部阻抗较高，因此与具有代表性的氟类电解质膜--美国杜邦的“Nafion 112”相比性能要差。

　　混合聚合物方面，IEC为0.46meq/cm3，尽管只有不到Nafion112的30％，不过质子传导率却非常高，这是凭借与Nafion不同的质子传导机制取得的效果。丰田汽车介绍，要使基于聚乙烯的电解质膜达到实用水平，目前仍存在大量课题，不过同时又说，如果使用成本低的聚乙烯，电解质的成本便有可能比原来降低1～2位数。该公司表示：“通过此次演讲，希望进一步激发业界在降低电解质成本方面的尝试”。（记者：狩集浩志）

http://www.nikkeibp.com.cn/china/news/nano/nano200611200115.html

cnlwh 发布于2006-11-21 09:15:18: 卡西欧计算机披露燃料电池系统中的多种配件

图1：卡西欧计算机披露的燃料电池系统

图2：各类附件标准

　　【日经BP社报道】卡西欧计算机在2006年11月13日～17日举办的“2006年燃料电池国际研讨会（2006 Fuel Seminar）”上披露的燃料电池系统中，为利用小型改质器从甲醇中提取氢气，然后利用燃料电池组高效发电，安装了多种小型配件（图1、2）。

　　为改质器和燃料电池空气极供气的空气泵由三美制造，供应能力为1200mL/分（图3）。尺寸为直径30mm×高30mm，工作压力为40kPa，电压为12V。

　　由燃料盒向改质器提供甲醇的液体泵由卡西欧计算机与德国Fraunhofer IZM联合开发（图4）。为压电式MEMS泵，供应能力为100μL/分。芯片外形尺寸为7mm×7mm，工作压力为20kPa，电压为100V，工作频率为100kHz。

　　调节空气流量的可变控制阀门由日本阿尔卑斯电气生产，可在0～250mL/分的范围内调节流量（图5）。直径4.3mm，高10mm。工作电压为2.3V。将小型改质器生产的氢气供应给燃料电池，以及将氢气返回到小型改质器时使用的开关阀门也由阿尔卑斯电气生产。外形尺寸为直径3.5mm×高7.3mm。在不加电的状态下，在磁铁的作用下处于流路关闭状态。施加12V电压后，流路就会打开。耐压为40kPa。

　　测量空气流量的流量计是欧姆龙生产的MEMS传感器，芯片外形尺寸仅1.55mm见方（图6）。通过测试温度梯度，测定流量。可在0～3000mL/分的范围内测定。同时还安装了测量甲醇流量的传感器，但此次未公布详细内容。（记者：狩集浩志）

http://www.nikkeibp.com.cn/china/news/elec/elec200611210120.html

图3：三美生产的空气泵

图4：和德国Fraunhofer IZM公司共同开发的液体泵

图5：日本阿尔卑斯电气生产的阀门。左边为开关阀门，右边为可变控制阀门

图6：欧姆龙生产的流量传感器

cnlwh 发布于2006-11-21 09:22:27: 三星电机试制面向便携设备的甲醇改质器

图1：试制的改质器。左为改质用流路的形成面。右为内面加热器的形成部位

图2：流路中填充的催化剂

图3：连续工作导致转化效率下降

　　【日经BP社报道】韩国三星电机（Samsung Electro-Mechanics）在2006年11月13～17日于美国火奴鲁鲁举行的“2006 Fuel Cell Seminar”的海报展（Poster Session）上，展示了该公司试制的面向便携设备的甲醇改质器。

　　该改质器的体积为0.9cm3。制造过程中采用MEMS技术在硅底板上形成流路和加热器，并在流路中填充了催化剂（图1，2）。催化剂使用了140mg英国庄信万丰（Johnson Matthey）生产的含有氧化锌、氧化铝的铜系催化剂。

　　改质器生成的气体约75％为氢气、约24％为二氧化碳。一氧化碳的生成量最大为1.5％。该生成量会引起普通固体电解质型燃料电池的一氧化碳中毒问题。但由于该公司设想将其应用于在温度高于100℃时工作的含有PBI(聚苯并咪唑)的固体电解质膜，即使一氧化碳的生成量维持现状，也不会受到影响。

　　该公司估算，使用该改质器以0.02mL/分的速度生成气体的话，1小时能够得到0.0445mol的氢气。相当于功率为1W的机器运行所需的氢气量。

　　该改质器目前还需要解决连续工作时催化剂活性降低、甲醇改质速度不断下降的课题。实验中，8小时连续工作之后，催化剂的转化效率下降了约10～15％。但隔数小后重新启动时，转化效率会恢复到与初始状态接近的水平（图3）。（记者：狩集浩志）

http://www.nikkeibp.com.cn/china/news/mobi/mobi200611210113.html

cnlwh 发布于2006-11-21 09:26:46: YACHIDA展出采用扩散焊接制造的微型热交换器

　　【日经BP社报道】日本YACHIDA（总部：新泻县加茂市）展出了具有0.05mm见方微细流路的微型热交换器。该公司在扩散焊接技术上积累了丰富的经验，此次展出可在燃料电池上使用的微型热交换器目的是探索用途。此外，还有0.25mm见方及0.1mm见方等多种型号。

　　燃料电池周围需要配置大量热交换器。有的是利用排出的水蒸气热量将燃料及空气加热到接近工作温度的预热器，有的则是为了能够通过热电联产（Cogeneration，同时生产热能、电能及机械能）利用热量的蒸气发生装置及水加热装置。如果从利用电池组产生的热量进行加热这一点来看，改质器也是一种热交换器。另外，有的电池组内部还设计有循环冷却水的夹层。一般来说，从成本角度看，电池组在燃料电池中占很大比例，而如果从尺寸角度看，热交换器也非常重要。

　　流路越细，单位体积的导热面积就越大。流路为0.1mm见方的热交换器，加热端和被加热端分别设计有1540个流路，尺寸为54×54×12mm、重量为140g，导热面积为0.0116m2。该导热面积是在流路断面为圆形的假设下推算出来的。

　　上述用途的热交换器一般采用合金焊料焊接而成。不过，如果将流路设计得很细，就会因合金焊料熔融、流淌，因表面张力而造成穿孔。特别是固体氧化物燃料电池（SOFC）这样的高温下使用的电池，就会因为合金焊料的流淌而不能超过一定的温度上限。而如果使用扩散结合技术，使用温度就只受焊接材料本身的熔点限制。

　　YACHIDA此前曾以直交流动及平行流动两种方式试制过多种微型热交换器。而且还试制了多种混合化学制剂进行反应的微反应器（Microreactor），并通过微反应器试制了具有可去除反应热量的冷却流路的类型。这也是一种热交换器。

　　从目前的加工经验来看，可制造最小厚度为20μm、流路宽度为50μm、焊接面积为450×450mm、焊接宽度为80μm、层积厚度为150μm（因面积不同而异）的产品。材质除了SUS304,316以外，还包括钛、无氧铜、磷青铜、殷钢、镍、英科耐尔(Inconel)及超硬合金等。（记者：浜田基彦）

http://www.nikkeibp.com.cn/china/news/news/200601/mech200601300112.html

cnlwh 发布于2006-11-22 09:22:35: 卡西欧首次披露可驱动笔记本的改质型燃料电池系统
　　【日经BP社报道】卡西欧计算机2006年11月13～17日在美国檀香山举办的“2006年燃料电池研讨会（2006 Fuel Cell Seminar）”上，展示了甲醇改质型燃料电池系统，并实际演示了驱动数码相机（图1）的状态。该系统是由卡西欧2006年4月发表的小型改质器与同年5月发表的燃料电池组组合而成的。

　　此次的试制品，在形成有流路的底板上安装了小型改质器、燃料电池组以及2个燃料盒。另外作为辅助装置，还安装了2个供应甲醇的流体泵、1个测定甲醇流量的流量计、1个负责打开和关闭甲醇供应的阀门、1个用于供应空气以及氢气的气泵、2个对空气流量进行可变控制的阀门、2个测定空气流量的流量计。控制电路与主装置非一体，而是另外连接的（图2，3）。

　　燃料采用浓度为60质量百分比的甲醇。甲醇借助流体泵分别从2个直径18mm×长度10mm、容量8mL的燃料盒中抽出，一边通过设置于流体泵之间的流量传感器对甲醇的流量进行管理，一边供给小型改质器。这种流体泵是卡西欧与德国公共研究机构Fraunhofer IZM共同开发的。流量传感器的开发厂商名则没有公布。

　　小型改质器通过水蒸气改质，从甲醇中提取氢。所生成的氢，或者供给燃料电池组，或者在启动时供小型改质器燃烧，以确保必要的温度用来激活小型改质器的触媒（图3）。因此，在各自的流路中均安装了可打开和关闭流量的阀门。

　　另一方面，气泵除了向燃料电池组供给空气之外，还必须为氢气的燃烧供应空气，其中，燃烧氢气是为了去除小型改质器中产生的伴生物CO，以及激活小型改质器的触媒。供给燃料电池组的空气不经过阀门，而是从气泵直接供给的。在通向小型改质器的2条路线上，由于必需正确控制空气量，因此分别安装有流量计以及可变控制阀。气泵为三美公司制造，流量计采用欧姆龙制造的MEMS传感器，可变控制阀与可开闭阀门同为阿尔卑斯电气制造。

　　燃料电池组所产生的电力，在另外安装的DC-DC转换器电路中，被转换成驱动数码相机所需的电压后加以利用。在此次的实际演示中，使用层叠了4个电池单元的燃料电池组来驱动数码相机，而如果使用层叠20个电池单元的燃料电池组，则能够驱动笔记本电脑。卡西欧计算机计划将此次的试制品稍加改造制成燃料电池系统，以有偿方式向PC厂商等提供样品供货，力争2008年实现实用化。（记者：狩集浩志）

图1 驱动数码相机

图2 试制的燃料电池系统

图3 安装在形成有流路的底板上

图4 系统构成

http://china.nikkeibp.co.jp/china/news/elec/elec200611220110.html

cnlwh 发布于2006-11-22 09:25:20: 西门子发电集团的SOFC 波形截面电池单元的功率密度高达350mw/平方厘米
　　【日经BP社报道】美国西门子发电集团公司（Siemens Power Generation）在2006年11月13日～17日于美国檀香山举办的“2006年燃料电池国际研讨会（2006 Fuel Cell Seminar）”上，发表了题为“Development of High Power Density Seal-Less SOFCs”的演讲，介绍了高输出功率密度的固体氧化物燃料电池（SOFC）单元。

　　该公司没有采用圆柱形单元，而是采用了由圆柱形压平了的扁平形状。此次共开发出了在截面上配备4条隔板，开发出了具备5个通道的“HPD5”。另外还开发了配备9条隔板，具备10个通道的“HPD10”（图1）。由于反应面积比圆柱形大，因此提高了功率。圆柱型的功率密度为230mW/cm2，HPD5和HPD10则分别达到了280mW/cm2和330mW/cm2。

　　该公司同时还披露了在波形截面上配备9个通道的“DELTA-9”。由于单元反应面积比HPD系列增加40%左右，因此功率密度达到了350mW/cm2，单元最大功率达到410W。对DELTA-9实施了3000小时连续运行试验，结果未发现电压下降等问题。

　　西门子发电集团表示，计划将DELTA-9作为新一代燃料电池单元来使用。上述单元的开发得到了美国能源部（DOE）和美国能量技术实验室（National Energy Technology Laboratory）的资金援助。（记者：狩集浩志）

所开发的各种电池单元

http://china.nikkeibp.co.jp/china/news/elec/elec200611210117.html

cnlwh 发布于2006-11-22 09:29:30: “膨胀”控制物可控制燃料电池？“燃料电池展”观感
　
　　【日经BP社报道】“第2届国际氢气·燃料电池展”于2006年1月25日～27日在东京BigSight国际会展中心举行。对笔者而言，采访展会的乐趣之一大概就是“原理”性的发现。但并不是指物理学上的大发现，而是指自己过去不知道的东西一下子觉得“原来如此”。夸张一点说，可能就像是在个人知识体系中添加新的“故事”或新的“页面”那种感觉。对笔者而言，此次燃料电池展上的新发现就是指“在便携终端领域接近实用化的DMFC（直接甲醇燃料电池），电解质膜膨胀后，离子通道（ion channel）就会扩大，甲醇渗透现象就会愈发显著”。

　　所谓“离子通道”就是指电解质材料中离子通过的路线。为了理解离子通道的作用，先让我们回顾一下燃料电池的基本原理。燃料电池是一种用2个电极把电解质夹在中间的发电装置。这两个电极分别是供应燃料（DMFC为甲醇）的“燃料极”和供应空气的“空气极”。

　　从燃料极来说，在触媒（铂等金属）的作用下，氢分子或甲醇分子分解成氢离子（H+）和电子。电子通过外部电路完成作为发电装置的“工作”后，达到空气极。而氢离子则通过电解质达到空气极，再在触媒的作用下与电子和氧发生反应，生成水。

　　燃料电池的情况取决于电解质使用什么材料。DMFC和PEFC（高分子固体电解质燃料电池）使用的电解质为聚合物，含有磺酸基（-SO3H）。在含水的环境中磺酸基经过离子化会变成磺酸离子（-SO3-）。离子经过凝聚后就会形成离子团。而氢离子在含水环境下则会变成水和物（H3O+），并沿着亲水性的离子团透过去。由于离子团起着类似通道的作用，因此就被称为“离子通道”。

离子通道的“证明照片”

　　离子通道越大，越是连续而有规则地连接，氢离子就越容易通过。离子传导性越高，就越能提高燃料电池的性能。离子通道的大小都属于nm级，因此过去很难对其进行分析。但最近意欲阐明其活动的研究活动似乎越来越活跃。

　　比如，在燃料电池展的某个展区里，就展出了离子通道的照片（图1）。离子通道为网络状，“这种网络交织得越致密，离子就越容易通过”，并附带照片进行了说明，令人不由你不信。

图1：离子通道的电子显微镜照片。离子通道像是被染成了黑色（日本可乐丽）

　　笔者边思索着离子通道的作用，边在现场信步走去，后来目光停到了一块展板上（图2）。这是一幅示意图，所介绍的内容就是在带有无数空孔的底材中填充DMFC电解质膜。向现场工作人员一打听，才知道就是在不会膨胀的聚烯烃类薄膜中切出空孔，然后在此填充电解质材料。据称，由于聚烯烃薄膜能够控制电解质材料的膨胀，因此离子通道不会扩大，因而不易发生甲醇渗透。

图2：在多孔质底材中填充电解质，防止膨胀（东亚合成）。

　　控制甲醇透过的甲醇渗透现象，对于提高DMFC的性能非常重要。为了必须控制膨胀。“膨胀是问题吗？”工作人员回答说：“对，这一点很重要，大家都在为此而努力。”

　　自以为时刻都在关注燃料电池材料，但却不了解这些基本情况，实在令人羞愧，但从自己来说了解了新知，特别高兴。从“膨胀”这个角度再度审视电解质材料后，笔者发现为了控制膨胀，可在两个方向上下功夫：一是与不同的材料相结合的被动型，二是单体材料。被动型虽可完美地控制膨胀，但可能很难降低加工工艺的成本。

可同时达到控制膨胀和提高传导性的材料设计是什么？

　　而在单体材料方面，不仅要在高层次结构上下功夫，好像也很难实现可同时达到膨胀与导电性要求的材料设计。说到这里，最近的电解质膜有很多采用了芳香族碳氢化合物。而采用刚性的芳香族材料的理由除耐热性和强度外，可能还有控制膨胀的含义在里头。在以nm级对刚性结构和离子通道进行结构控制时，能在多大程度上控制膨胀将会非常关键，……笔者不由联想开来。

　　“唉——，要是问一下刚才那位说‘请不要问我材料问题的’工作人员‘那么膨胀是如何控制的呢？’，他会有什么反应呢。或许能从他的表情推测到材料组成。”笔者突然想起这一点。正想急忙赶过去，但此时必须回公司，时间已经来不及了。

　　因为已和下属约好要谈谈考核问题。笔者的“快乐时间”也只好就此结束。笔者的思绪也再度由“燃料电池”转到了“人事考核”上来，于是打起精神，一路小跑着向国际展示场车站快步走去。（记者：藤堂安人）

http://china.nikkeibp.co.jp/chin ... ch200602020122.html

cnlwh 发布于2006-11-27 07:52:29: Mesoscopic Devices将上市采用东陶电池单元的便携燃料电池

图：正在开发中的SOFC

　　【日经BP社报道】美国Mesoscopic Devices在2006年11月13～17日举办的“2006 Fuel Cell Seminar”上，做了题为“Portable 250W Solid Oxide Fuel Cell Battery Charger Operating On Liquid Fuels”的演讲，表示将在2007年，推出使用固体氧化物燃料电池（SOFC）的250W便携式电源（图1）。SOFC将由东陶（TOTO）提供该公司开发的小型圆筒形电池单元（新闻发布、英文）。

　　正在开发中的便携电源的尺寸为6英寸（约15cm）×8英寸（约20cm）×10.5英寸（约27cm），重量在干燥状态下低于4kg。燃料从丙烷气、LPG（液化丙烷气），到液体燃料煤油都可以使用。

　　该产品将首先用作军用设备，之后还将应用于洒水设备与监视系统等远程设备电源，以及车载电源、小船用电源、便携设备充电器等民用用途。详细情况将在2007年2月7日于东京有明国际会展中心开幕的“FC EXPO 2007”上公开。（记者：狩集浩志）

http://www.nikkeibp.com.cn/china/news/elec/elec200611270121.html

cnlwh 发布于2006-11-27 07:58:45: 美国MTI MicroFuel Cells展示多个便携型燃料电池

图1：驱动PSP的“MOBION 1M”

图2：便携终端配备的燃料电池模型

　　【日经BP社报道】美国MTI MicroFuel Cells公司在2006年11月13～17日于美国檀香山举办的“2006年燃料电池国际研讨会（2006 Fuel Cell Seminar）”上，展出了多个便携型燃料电池。在面向军用领域开发的便携型直接甲醇燃料电池中，展出了“MOBION 30M”和“MOBION 1M”（图1）。

　　此次展出的2种便携型燃料电池均使用浓度100%的甲醇做燃料。MOBION 30M额定功率为30W，最大功率为120W。外形尺寸为9cm×25 cm×17cm，重4.4kg。燃料盒重0.9kg，每个燃料盒的能量为720Wh。

　　产品MOBION 1M的额定功率为0.7W。外形尺寸为34mm×95mm×153mm，重345g。燃料箱为内置方式，每填充一次的能量密度为150Wh。

　　除此之外，还展出了手机和PDA使用的燃料电池模型（图2）。该公司在燃料电池开发方面与三星电子进行了协作，2006年11月10日曾宣布已向三星电子交付最新样品。

　　MTI MicroFuel Cells认为到2012年该公司面向便携终端的燃料电池市场将增至约8000万个，此次向三星电子交付的燃料电池是迈向商用化的第一步。（记者：狩集浩志）

http://www.nikkeibp.com.cn/china/news/elec/elec200611270120.html

jingqiao发布于2006-11-29 12:27:46: 不错

cnlwh 发布于2006-12-01 09:05:53: 卡西欧计算机与Nano Fusion开发出面向燃料电池的小型EO泵

图：容积为0.5mL的EO泵

　　【日经BP社报道】卡西欧计算机与开发、销售微型泵等流体相关产品的Nano Fusion联合开发出了利用电渗现象向甲醇改质型燃料电池高精度提供甲醇溶液燃料的EO（electro-osmotic，电气渗透）泵（图1）。

　　此次开发的EO泵采用Nano Fusion的直径7mm×厚1mm的电气渗透材料。外形尺寸为11mm×11mm×4mm，容积为0.5mL。在无背压状态下，每分钟可供给120μL，即使背压达100kPa时，每分钟也可供给90μL。工作电压为30V，耗电量为100mW。

　　EO泵利用与液体接触产生电势的SiO2等电气渗透材料，从外部施加电压使液体流动。具体来说，在向多孔的电气渗透材料的电极施加电压时，液体中的阳离子就会向阴极移动。这时，利用液体的粘性就可使液体全部流向阴极，从而实现泵功能。这种泵的特点是：可用高压进行液体输送，而且没有旋转体，因此不会产生噪音，此外脉动等也很较少。

　　不过，EO泵仍然存在电渗材料耐撞击性差、溶液中的水分在电极部分发生电解，以及泵内产生气体导致功能下降等问题。作为耐撞击性对策，卡西欧计算机在机身内部使用弹性体形成了耐撞击构造，以此来防止电渗材料受损。另外，为解决气体产生问题，通过配合使用疏水性膜和亲水性膜来分离产生气体的溶液，抑制了泵性能的下降。

　　卡西欧计算机曾在2006年11月13～17日于美国举行的“2006 Fuel Cell Seminar”上发表过甲醇改质型燃料电池系统，不过当时配备的是与德国公共机构Fraunhofer IZM联合开发的压电式MEMS泵（参阅本站报道）。与该泵相比，虽然EO泵存在耗电量大的缺点，不过同时也具有优点，比如在高背压状态下供给量也不会减少；由于无驱动部分，因此不会产生脉动。该公司尚未决定目前采用哪种液体泵。

　　此次开发的EO泵正在2006年11月29日于大阪举行的“FC EXPO Seminar 大阪”上，通过Nano Fusion的展台展出。（记者：狩集浩志）

http://www.nikkeibp.com.cn/china/news/mech/mech200612010117.html

heqibin发布于2006-12-06 10:35:26: 真不错啊，呵呵，谢谢了阿。

cnlwh 发布于2006-12-14 10:48:15: 日立欲抢先推出使用甲醇燃料的小型燃料电池
　　日立制作所2007年将推出使用甲醇燃料的小型燃料电池。该公司日前建立了规模为月产2000～3000个的电池量产体制。预计该电池将作为电脑和手机的外置电源或充电器来使用。功能不断增强的手机等对便携性辅助电源的需求正在不断提高。日立认为小型燃料电池市场到2010年将达到每年100亿日元规模，因此意图比其他公司率先实现商品化，以便确保3成以上的市场份额。

　　即将上市的是直接甲醇燃料电池（DMFC）。与使用氢气作燃料的电池相比，其特点是安全性高，能够实现小型化设计。开发出来的手机充电器样机，其大小几乎与香烟盒相同。

　　补充一次甲醇，只需数十分钟就能为没电的手机充满电。如供电脑使用，可使用连接线通过USB接口供电。（12月13日《日本经济新闻》晨报）

http://china.nikkei.co.jp/china/news/indu/indu200612130119.html

cnlwh 发布于2006-12-14 11:02:09: 【SFC】摩托罗拉中止开发直接甲醇型燃料电池
　　【日经BP社报道】在2004年5月5日开始于美国弗吉尼亚州召开的研讨会“Small Fuel Cells 2004”上，美国摩托罗拉宣布，将暂时中止面向便携式设备的直接甲醇型燃料电池的开发。该公司表示，今后将致力于开发通过小型改质器从甲醇中提取氢气并供给至燃料电池单元的甲醇改质型燃料电池开发。

　　该公司微电子及物理实验室技术人员Jerry Hallmark表示：“本公司改变开发方针之后，在直接甲醇型方面将考虑采用与其他公司合作的方式。最主要的原因是：使用改质器的燃料电池可以获得更高的输出功率。另外，我们在使用改质器的燃料电池方面拥有多项专利，所以决定加大这方面的开发力度。再一个原因就是，直接甲醇型燃料电池专利的持有企业开始要求签订专利授权合同。虽然我们希望能与其签订相互许可合同，但从目前来看没有实现的可能”。（记者：蓬田宏树）

http://china.nikkeibp.co.jp/chin ... ec200405110126.html

cnlwh 发布于2006-12-14 18:53:51: 燃料电池发电系统项目通过国防科工委验收
　　近日，由北京11所、上海空间电源研究所及北京理工大学联合承担的“燃料电池发电系统应用研究”项目，顺利通过国防科工委组织的专家验收。验收专家组对项目完成情况给与了高度评价，一致认为，技术指标达到并部分超过任务书的要求；突破了19项关键技术，成功研制出国内首辆某种军民两用轻型样车，取得了7项专利及21项专有技术；项目组织管理有力，经费使用合理、科技投入效益显著。

　　该项目顺利通过验收，标志着北京11所“十五”燃料电池应用研究工作的圆满结束，为北京11所承担的“十一五”科研重点项目“再生燃料电池发电系统应用研究”的产品研制，奠定了坚实的基础。同时，也为燃料电池发电系统在临近空间飞行器、载人航天及深空探测器、军用特种车辆等方面的推广应用创造了条件，对于加速我国海、陆、空、天装备能源动力系统的更新换代并实现跨越式发展、提高国防现代化水平具有重要意义。　(王兆斌)

来源：中国航天报
http://www.chinapower.com.cn/article/1057/art1057625.asp

cnlwh 发布于2006-12-15 18:54:37: “本田燃料电池车已采用” JSR发表碳化氢电解质膜
　　

图1：使用芳香族碳化氢高分子的电解质膜。厚度为40μm～50μm。

图2：多相构造的模型。黑色部分负责阳离子传导，白色部分为纤维状高分子。

图3：高温时的阳离子传导率很高

图4：高温时弹性率没有变化

图5：具备树脂一样的特性
　　
　　【日经BP社报道】 JSR日前宣布本田的燃料电池车“FCX”的电解质膜采用了该公司生产的碳化氢电解质膜。通过与本田研究所共同研究，可以在-20℃～＋95℃的温度范围内发电。原来的氟类电解质膜只能在0℃～＋80℃范围内发电。

　　此次开发的电解质膜使用了芳香族类高分子（图1）。通过采用名为“多相构造”的三维结构，在提高亚硫酸根（SO3-）浓度、提高阳离子传导率的同时，以纤维状的高分子包围亚硫酸根，提高了耐热性和强度（图2）。

　　阳离子传导率方面，不论是冰点以下还是＋80℃以上均高于氟类电解质膜，尤其是在＋80℃以上时，高达氟类电解质膜的1.5倍（图3）。

　　此外，与汽车领域通常使用的氟类电解质膜相比，氢气的透过量减小到了1/4～1/5。热稳定性方面，氟类电解质膜在温度超过＋100℃时，弹性率会急剧降低，而新电解质膜即使在＋150℃以上时，弹性率也不会发生变化。

　　强度方面，氟类材料会表现出橡胶一样的应力-扭曲关系，而JSR的电解质膜的表现和树脂一样，耐久性极佳（图5）。

　　该公司表示，除面向汽车领域的电解质膜外，还开发出了便携设备直接甲醇燃料电池（DMFC）用的电解质膜，并已经向多家燃料电池厂商提供。目前该公司已经在筑波研究所内设置了接近工业化水平的试制设备，近几年内就可以向燃料电池厂商供货。

http://www.nikkeibp.com.cn/china/news/elec/200601/elec200601270114.html