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亚化咨询:盘点2017-2018年质子交换膜燃料电池用气体扩散层5大进展

2018-07-26

亚化咨询注:在质子交换膜燃料电池中,气体扩散层主要作用是为参与反应的气体和生成的水提供传输通道、支撑催化剂。作为膜电极关键组成材料之一,其国产化突破与量产,对中国燃料电池成本降低与推广应用具有重要价值。2018中国燃料电池、双极板与膜电极关键材料论坛将于9月19-20日在辽宁大连召开,《气体扩散层国产化进展与性能提升》将是会议探讨的重要议题之一。


在质子交换膜燃料电池中,气体扩散层(Gas Diffusion Layer, GDL)主要作用是为参与反应的气体和生成的水提供传输通道、支撑催化剂。GDL由基底层和微孔层组成,其中基底层材料大多是多孔炭纸或碳布,微孔层通常由导电炭黑和憎水剂构成。性能优异的GDL应满足1)低电阻率;2)高孔隙度和一定的孔径分布;3)一定的机械强度;4)良好的化学稳定性和导热性能;5)较高的性价比。


 


资料显示,目前全球炭纸/碳布生产厂家较少,供应商主要为日本东丽、德国西格里(SGL)集团、日本JSR、加拿大巴拉德、台湾碳能等。亚化咨询《中国氢能与燃料电池年度报告2018》显示,2017-2018年全球燃料电池用气体扩散层市场进展如下:


西格里(SGL)集团


2018年6月,外国媒体报道,SGL集团与韩国现代汽车在燃料电池领域延长了合作,并签订了相关的供应合同。根据合同,SGL集团将向韩国现代汽车提供用于现代新型NEXO汽车的SIGRACET®气体扩散层。


科德宝


2018年2月,科德宝高性能材料集团与宝马、戴姆勒、福特、Greenerity、NuCellSys、德国Powercell、优美科、大众,以及巴登符腾堡州太阳能和氢气研究中心共同把燃料电池技术系统引入成熟的工业生产,开发安全的燃料电池批量生产工艺和流程。科德宝生产的气体扩散层将为提高燃料电池性能作出关键贡献。


该项目得到德国联邦交通和数字基础设施部2130万欧元的资金支持。


安泰环境


安泰环境承担科技部新能源汽车重大专项子课题“高比功率燃料电池电堆研究及开发”,凭借氢燃料电池关键材料——气体扩散层、金属双极板的研发创新及商业化推进,安泰环境氢燃料电池项目被顺利选中,亮相2017全国双创活动周。


据介绍,安泰环境氢燃料电池电堆及关键材料预计2018年开始量产。


台湾碳能科技


2017年6月,台湾碳能科技推出新炭纸产品GDS090与GDL120,产品规格如下:


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日本东丽


2017年2月,日本东丽表示,计划在日本爱媛县新建一座燃料电池电堆用炭纸生产工厂,计划2018年建成。该工厂产能将是公司目前位于日本滋贺县工厂产能的五倍。


资料显示,气体扩散层规模化生产将会带来大幅的成本削减。美国能源部数据显示,2017年,每生产10万套质子交换膜燃料电池系统成本50美元/kW,其中气体扩散层占比9%;每生产50万套质子交换膜燃料电池系统成本45美元/kW,其中气体扩散层占比6%。


然而目前,公开信息表明,中国大陆气体扩散层量产技术还是空白,主要原因是气体扩散层的石墨化工序需要2000℃以上的高温,但高温炉技术尚未掌握。


《中国制造2025》提出到2030年,实现燃料电池高品质关键材料、零部件国产化和批量供应;燃料电池膜电极成本≤50元/kW。亚化咨询《中国氢能与燃料电池年度报告2018》认为,气体扩散层作为膜电极关键组成材料之一,其国产化突破与量产,对中国燃料电池成本降低与推广应用具有重要价值。