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日立万胜研制成功用水与铝粉发电的新型燃料电池系统


添加时间:2012-05-30 | 返回首页
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    日立万胜现已开发出一种新型燃料电池系统(图1),只需将水加入铝粉中即可生成氢气,并使用氢气作为燃料来发电。其特点是仅用廉价的铝和氢气就能在常温下生成氢气,而且在氢气生成中不需使用触媒。还可对废旧材料等铝合金进行再利用,以此实现资源的有效利用。设想首先用于周边没有电源的移动电话基站,受灾等情况下使用的紧急电源,以及军事用途等,今后将针对功率约10W~100W的中小型设备进行开发。

  利用Al+3H2O→Al(OH)3 + 3/2H2这种反应生成氢气。通过使微粉化且粒子之间不会发生凝聚、即经过特别处理的铝和水发生反应,可利用1g铝和2g生成1.3L氢气。

  利用水和铝的反应生成氢气的研究,最初是日本室兰大学教授渡边正夫进行的。在2004年的一次展会上看到该大学的展示后,日立万胜也开始了此项研究。当时只能生产理论60%左右的氢气,而且在低成本生产铝粉的方法等方面也存在一些课题。日立万胜此后所做的实用化开发一是要确立量产技术,二是要达到每g铝粉可生成1.3L氢气,即理论值95%的水平。

  在此次发布会上,使用试制的燃料电池系统,实际进行了笔记本电脑驱动演示(图2)。样品由氢气生成装置、发电单元、锂离子充电电池和控制电路构成(图3)。外形尺寸为160mm×100mm×60mm,重920g。功率平均为10W,最大可达到20W。电压为7.4V。发电单元采用了氟类固体高分子电解质膜。

  氢气生成装置分别装有容积为50mL的水箱和铝粉盒。只要利用小型泵将水送至铝粉盒,就会在铝粉盒中生成氢气,燃料电池也随之开始发电。据悉,利用20g铝粉可驱动笔记本电脑4~5个小时,所需的水约为40mL。

将来有望达到与锂离子充电电池同等的通量密度

  日本万胜认为,今后通过开发关键技术,可将现为160mm×100mm×60mm的外形尺寸缩小到97mm×87mm×31mm。如能达到这种程度,就能将它的单位体积通量密度提高到与锂离子充电电池媲美的300Wh/L(图4)。

  此外,作为此次开发的燃料电池所使用的MEA(膜电极),日立万胜通过对电极结构进行优化,实现了的280mW/cm2功率密度。该公司不仅准备开展燃料电池系统业务,还准备大力发展MEA的外销业务。(记者:狩集 浩志)

图2:驱动笔记本电脑
图3:燃料电池的结构部件
图4:准备进一步实现小型化

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