
石墨燃料電池是一種將燃料和氧化劑的化學能直接轉化成電能的電化學反響裝置。一節(jié)燃料電池由陽極、陰極和電解質隔閡構成。燃料在陽極氧化,氧化劑在陰極還原,然后完結整個電化學反響。電解質隔閡的功能為切割燃料和氧化劑并起到離子傳導的作用。
石墨燃料電池結構簡略,核心部件是雙極板和膜電極。雙極板按資料體系主要分為兩類,即金屬雙極板和石墨雙極板。目前我國市場上車用燃料電池電堆以石墨板為主,包括外國公司的純石墨雙極板以及本土公司的金屬石墨復合雙極板。這類雙極板的尺寸精度高、結構穩(wěn)定性好、流道易于細密化、資料化學穩(wěn)定性高,并且氫氣/空氣/冷劑三腔結構能夠獨立規(guī)劃,因此具有壽數與可靠性優(yōu)勢,能夠完全滿意當前階段的車用要求。但受制于厚度、重量、加工工藝、熱容等下風,石墨板電堆在比功率密度、量產本錢、低溫發(fā)動等方面無法滿意乘用車的需求,目前只在大巴車、物流車等領域應用,并且運用地域受限。
與石墨雙極板比較,金屬雙極板具有類似的高導電、導熱才能;更好的機械強度、阻氣才能和抗沖擊才能,進而使雙極板更薄更輕、可大起伏提高比功率密度;以及更少的工序和成熟的量產工藝,然后大幅下降量產本錢;大幅下降的熱容使金屬板具有了更強的低溫發(fā)動才能。雖然金屬板在成型細密化、殘余應力操控、耐蝕性、規(guī)劃自由度等方面具有下風,但跟著產業(yè)的發(fā)展,相關問題現已得以處理。
在金屬成型方面,日本、歐洲的公司經過模壓、液壓、高速熱成型等工藝,現已處理了流道細密化和平整度問題;國內多家企業(yè)也已獲得打破,挨近或達到國外先進水平,并且本錢大幅下降。
在金屬板防腐涂層方面,國內企業(yè)也已完全獲得打破,使資料問題不再是金屬板電堆壽數的短板。在結構規(guī)劃上,國內外均已趨于成熟,能夠經過合理規(guī)劃有效躲避金屬板固有的結構缺陷。豐田Mirai、本田Clarity、現代Nexo等量產燃料電池車型均選用金屬雙極板。
相信跟著燃料電池產業(yè)化推動,金屬雙極板以其比功率密度、低溫發(fā)動才能、量產本錢等優(yōu)勢,在進一步確認金屬薄板成型、外表涂層壽數等關鍵技術打破性成果的基礎上,必將占領越來越多的市場份額,成為燃料電池汽車的必然選擇。