鋁燃料電池實現批量生產

2020-11-26 中化新網

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作者：金鷺 高曉靜   來源：中國化工報    2018年12月04日

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　　石墨烯科技大幅提升電化學性能

　　中化新網訊 用「鋁+水+空氣」發電，這項「黑科技」在寧波走向了市場。中科院寧波材料所上周發布消息稱，該所研發團隊應用石墨烯對空氣陰極催化劑材料進行改性複合，大幅度提升了電池電化學性能。目前，這一電池已實現了批量生產，即將應用於通信基站的備用電源。

　　「不同於傳統意義上的電池，鋁燃料電池相當於一個大功率、可自發電的『充電寶』，通過簡單的加水或者加鋁操作便能發電。」團隊相關負責人薛業建介紹說。這一電池系統具有能量密度高、安全、可循環、環保無汙染等優點。測評顯示，安上了這種車載「充電寶」的新能源汽車，能大幅度提升電動汽車的行駛裡程。在通訊基站，鋁燃料電池能代替傳統柴油發電機和鉛酸電池，當遇到地震、颱風等惡劣氣候時，及時為基站供電，確保區域內手機信號不斷。

　　據了解，早在上世紀90年代，我國就開始了鋁燃料電池的研發。但由於錳氧化物催化劑活性不高、空氣陰極極化電阻較大、陽極鋁析氫自腐蝕嚴重、熱控制難及難以二次啟動等原因，鋁燃料電池產業化應用進展緩慢。

　　2017年，研發團隊通過4年苦心研究，實現了「從0到1」的突破，研製出額定功率1000W石墨烯-鋁燃料電池發電系統。然而，由於目前我國通訊基站、軍用裝備的部分備用電源額定功率普遍為3000W左右，這一系統在應用上遭遇瓶頸。

　　「不能變成產品，再炫酷的高科技也只是傳說。」研發團隊聯合浙江省石墨烯製造業創新中心研發團隊，大力推進鋁燃料電池的工藝開發和工程樣機研製。又經過一年的研發，應用場景更為廣泛的鋁燃料電池「2.0」版本終於問世。

　　測試結果表明，這一電池的能量密度高達545Wh/kg、容量達130kWh，50A電流放電功率可達到3000W，峰值功率預計可高達4800W。由於其額定功率與中國大多數基站功率需求一致，無需改變原有設備，就能直接替換傳統備用電源使用，在智能電網、基站備用電源、島礁供電、軍事設施備用電源及電動汽車增程器等領域具有廣泛的應用前景。

　　「由於功率受限，目前的鋁燃料電池仍無法替代新能源汽車動力電池，特別是加速、爬坡性能跟不上。」薛業建說。接下來，團隊將對電池性能進行提升，力爭研發出15千瓦額定功率以上的電源系統，為城市掃地車、搬運車等安上更環保、安全的動力源。

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