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日立萬勝研制成功用水與鋁粉發電的新型

鉅大LARGE  |  點擊量:1340次  |  2019年08月08日  

日立萬勝已開發出一種新型燃料電池系統,只需將水加入鋁粉中即可生成氫氣,并使用氫氣作為燃料來發電。其特點是僅用廉價的鋁和氫氣就能在常溫下生成氫氣,而且在氫氣生成中不需使用催化劑。還可對廢舊材料等鋁合金進行再利用,以此實現資源的有效利用。準備用于周邊沒有市網電力供應的移動電話基站、受災等情況下使用的緊急電源以及特種用途等,今后將針對功率約10W~100W的中小型設備進行開發。



利用Al+3H2O→Al(OH)3+3/2H2這種反應生成氫氣。通過使微粉化且粒子之間不會發生凝聚、即經過特別處理的鋁和水發生反應,可利用1g鋁和2g水生成1.3L氫氣。



利用水和鋁的反應生成氫氣的研究,最初是日本室蘭大學教授渡邊正夫進行的。在2004年的一次展會上看到該大學的展示后,日立萬勝也開始了此項研究。當時只能生產理論60%左右的氫氣,而且在低成本生產鋁粉的方法等方面也存在一些課題。日立萬勝此后所做的實用化開發一是要確立量產技術,二是要達到每g鋁粉可生成1.3L氫氣,即理論值95%的水平。



在新樣品發布會上,使用試制的燃料電池系統,實際進行了筆記本電腦驅動演示。樣品由氫氣生成裝置、發電單元、鋰離子充電電池和控制電路構成。外形尺寸為160mm×100mm×60mm,重920g。功率平均為10W,最大可達到20W。電壓為7.4V。發電單元采用了氟類固體高分子電解質膜。



氫氣生成裝置分別裝有容積為50mL的水箱和鋁粉盒。只要利用小型泵將水送至鋁粉盒,就會在鋁粉盒中生成氫氣,燃料電池也隨之開始發電。據悉,利用20g鋁粉可驅動筆記本電腦4~5個小時,所需的水約為40mL



將來有望達到與鋰離子充電電池同等的通量密度



日本萬勝認為,今后通過開發關鍵技術,可將現為160mm×100mm×60mm的外形尺寸縮小到97mm×87mm×31mm。如能達到這種程度,就能將它的單位體積通量密度提高到與鋰離子充電電池媲美的300Wh/L。
此外,作為此次開發的燃料電池所使用的MEA(膜電極),日立萬勝通過對電極結構進行優化,實現了的280mW/cm2功率密度。該公司不僅準備開展燃料電池系統業務,還準備大力發展MEA的外銷業務。


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