成果名称：微型燃料电池
成果拥有单位：厦门大学
成果简介：
燃料电池发电是将燃料的化学能直接转化为电能的装置，发电效率可达50%～80%，是迄今为止发电效率最高、污染物排放最少的发电技术。随着技术的不断发展，各种用途的燃料电池正被陆续研发出来。这些电池有的可以直接用作分散电源，安装在用户附近节省输变电投资;有些作为发动机的驱动电源驱动交通工具运行，有些作为可携带电源被用作电子设备的便携式电源。总之，作为一种新型发电技术，燃料电池被视为21 世纪很有发展前途的高效清洁的发电方式之一。在诸多应用领域中，质子交换膜燃料电池的便携化应用应该是其最主要、也是最适合市场的。它所具备的高效、多面性、使用时间长、以及宁静工作的独特优势，极适合于需要采用持续、稳定可靠的供电电器的需要。目前全球已经有很多家公司正致力于开发可资利用的燃料电池技术，而至少十多家公司已研制出了专为笔记本电脑使用的燃料电池。同时，手机用微型燃料电池样机正不断的被研发出来。对于更小型的用电器，如应急灯、手电等，产品已经问世。本项目所涉及的微型燃料电池是燃料电池应用中最有市场前景的一个。微型燃料电池是指输出功率在100W以下，具有良好可携带性的小功率燃料电池。这类燃料电池能用于各类便携式用电设备、音像设备和计算机等信息产品。本项目以迅速地实现样机的制备、商品化以及大批量生产和高盈利为基本目标。项目进行过程中，将以现有的膜电极制备技术为基础，系列化开发、生产便携式电器使用的燃料电池。中期目标确定在不同类型的小型燃料电池，逐步以产品细分和增加产量提高市场份额。投资视市场实现情况，分期投入。本项目研究的目标集中在直接甲醇燃料电池的小型化、产业化与实用化上。在研究过程中，通过对电极结构、流场形状与内填充方案、整机设计、新型催化剂合成方案和电池性能衰减的研究，达到提高电池输出功率、抬高中电流密度区电位、缩小电池体积、实现初步产业化的目的。考虑到电池的可携带性、体积和工作条件，该类燃料电池拟采用本研究团队较为成熟的质子交换膜燃料电池技术为主，碱性燃料电池为后备方案进行开发。研究的重心将放在燃料电池核心部件——膜电极与整个电池系统的整合上，以达到提高电池输出功率、抬高中电流密度区电位、缩小电池体积、实现初步产业化的目的。本项目瓦级和十瓦级超大容量燃料电池采用国产化的高性能质子交换膜替代昂贵的进口Nafion膜，采用具有独立知识产权的膜电极制备方法和催化剂制备方法，利用金属导流板替代传统昂贵的石墨导流板，甚至不使用导流板，使用甲醇或其它氢源，使电池制备和组装工艺简单化、容量倍增，而且使电池成本大大降低。本项目的瓦级和十瓦级燃料电池，采用自呼吸空气方式工作，成本低、功率密度高、比能量大、使用方便，能达到甚至超过国外同等性能水平。预期制备的微型燃料电池性能参数大致如下(以一次更换氢源在额定功率下发电20小时计，其他规格型号可按市场用户要求开发)。
产品性能：1. 单电池的电压为0.8～1.0伏特，组合电池的电压可从0.8伏～几十伏，功率从几瓦～几十瓦;2. 最小体积与二号电池相同; 3. 连续使用时间可达20小时以上，使用过程中基本不受外界条件影响，电压和电流恒定不变;4. 保存期长达10年，且不用维护和保养;5. 工作中无味、无声、无振动，是稳形电池;6. 用前、用后都不用充电;7. 无污染、无毒性，安全可靠;8. 电池使用完后可以通过更换燃料棒的方式继续使用。不存在充放电的问题。可作为各种照明装置、电动自助车、家用电器、通讯设施、仪器和仪表、信号灯、电动汽车的电源等。总之，在无电或缺电的地区和场合，都可以派上用场。生产工艺简单，核心部件自己制造，其它零配件可外协加工，可在自然条件下进行生产组装。该项目可分为三阶段进行实施：阶段一：样机的制备及生产流程的确认，大约需一年半到两年时间。所需研发经费：40万。该阶段所需费用主要为样机制备的研究经费，主要包括电池及材料的测试分析和材料加工两方面。阶段二：产品的中试和试生产，大约需半年至一年时间。在此阶段对大规模生产时的配方进行必要调节，以保障产品的稳定。此阶段的投入主要为中试设备的投资。约160万。阶段三：产品的生产。燃料电池预计成本60元/瓦，售价120元/瓦。本项目总投资800万元，其中1000平方米厂房200万元，设备200万元，流动资金400万元，形成年产50万瓦微型燃料电池生产能力。
合作方式：面议。
联系方式：
联 系 人：廖代伟 联系电话：0592-2183045, 13599503476
E - mail ：dwliao@xmu.edu.cn
