中国甲醇燃料电池汽车发展展望

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1、中国甲醇燃料电池汽车发展展望甲醇作为汽车燃料对于国人来说并不陌生。在过去近二十多年的吋间里，甲醇燃料的内燃机的研究一直没有间断。随着吉利公司的董事长李书福在2017年和2018年的两会期间对甲醇汽车的宣传，甲醇汽车开始逐步进入民众的视野。吉利从2005年开始研发甲醇发动机，2015年开始有6辆甲醇轿车走出国门，在冰岛进行测试。在2017年更是推出新一代的商用车甲醇发动机。将甲醇在车辆上的应用范围进一步拓展。与甲醇内燃机相対的，还有一条技术路线是"甲醇氢燃料电池“。由于中国的汽车主机厂在燃料电池的技术路线上的投入总体偏少

2、，除上汽在燃料电池方面和新源动力有合作推出荣威750和950两款燃料电池样车外，其他公司的产品鲜有报道。甲醇燃料电池汽车在中国的诞生是基于电动公交车的迅速发展！2011年，世界大学生运动会在深圳举行。当年，市政府决定推广2011辆新能源车，其中1000辆采用了沃特玛的磷酸铁锂电池。正是这批电池催生了甲醇燃料电池在汽车上的应用：因为那一批的锂电池电动车里程衰减太快！半年后司机就开始抱怨里程仅为原来的60-70%!跑相同的里程，充电次数由原来的一日一充变成一FI两充!司机在终点站要去换车，让电力不足的车在那里充电！如此一来

3、，对电动车的管理提出了新的挑战。政府主管部门开始担忧，如果锂电池技术无法突破，将來是否需要对这一批车进行报废，未來是否可以推广纯电动公交车？提升电池性能是一种方式，对锂电池在行车的过程中充电，也不失为一种延长电池寿命,延长续航里程的方式。但是用清洁能源发电的方式，有多少种选择？内燃机做混合动力，在深圳同样有尝试，但是银氢电池组和发动机的混动实际运行效果不好。除去内燃机，就是氢燃料电池了。为了世界大学生运动会，深圳也曾临时建了一个加氢站，五洲龙公司也生产了几台氢燃料电池大巴车，但是在运动会以结束，这些背着氢罐的人巴车就进

4、入了车库，临时的加氢站也停止了运营。纵观各类技术，甲醇制红发电似乎是一条不错的道路。从深圳电动车口耗电300kWh,工作时间12h左右來推算，25kW的燃料电池系统应该可以比较好地解决电力衰减问题。甚至如果采用10kW的系统，一天补电120kWh,也可以省去"第二次〃充电。在这种背景下，大家开始讨论将甲醇重整燃料电池系统"上车〃。彼时大家对甲醇重整请燃料电池的理解还是在“固定式应用〃，尤其是在通信基站方面的应用。知名的燃料电池公司Ballard,曾经收购了一家Edatech的公司，该公司基于甲醇重整制氢、提纯后进入燃料

5、电池电堆发电的系统被成功应用于通信基站，作为后备电源，可以在电网断电时提供电力供应。BallardElectraGen™-l/IEmethanolfuelcellbackuppowersysteminstalledatatelecombasestationsite图一：甲醇重整制氢系统的固定式应用该设备的应用场景是通信基站的后备电源，所以专门配置了一个标准机箱、将甲醇桶也内置在柜内，所以体积很大，这样的柜子上车，显然是不太现实的。但是这类基于甲醇燃料电池的产品给出了一个方向。通过使用液体燃料，将其中所含有的C-H键打

6、开，将氢气取出來，再将氢气导入到电堆中发电，发电的过程无PM2.5,无噪音。最关键的是1L甲醇水溶液可以发出lkwh的电量，这是甲醇作为液体燃料的最大优势：能量密度高。纯甲醇的能量密度是4.5kwh/L,理想的系统效率达到50%时，会有10倍于锂电池的能量密度。广东合即得公司对标巴拉德公司的ElectraGen的重整制氢系统，在设备小型化上做了很多研究，选择了同样的技术路线：甲醇和水预先混好，在重整器内预热汽化，进而重整制氢，氢提纯（不纯的气再燃烧提供汽化及重整提纯所需要的能量），再进入低温堆发电。在2013年推出一款

7、体积比该设备小很多的小型重整制氢设备，连接巴拉徳的电堆组成系统发电。该系统引起了深圳五洲龙公司的高度重视，这种组合将可以迅速解决电动车每日两充的问题，实现电电混合。与此同时，广东合即得也和低速观光电动车企业联合，推出了2个模块驱动的甲醇重整氢燃料电池观光车。图二：2015年，合即得在微型电动车上开始试装车。后来广东合即得也在乘用车领域与车企开展了一些项目合作，通过对增程式电动车进行改造，实现甲醇重整燃料电池与锂电池的“电电混合〃。图三，甲醇重整制氢提纯配低温堆乘用车应用这一技术路线的主要难点在与对氢气的提纯。据巴拉德的

8、公开文献称，他们釆用了"耙管〃作为提纯装置。耙对氢的提纯，本质是氢穿透耙膜。耙膜在300-500DegC的条件下，H2分子会在压力较高的锂膜一侧的表面被电离为质子和电子，形成一个耙氢的暂态物，在压力低的那一侧在解离成为氢气和耙原子。可以理解成是“选择性过滤膜“。耙膜的厚度可以是几个微米至几百个微米，需要综合考虑强度，成本、工艺等因