【项目名称】

高功率密度长寿命燃料电池低铂膜电极技术研发及应用

【项目负责人】

章俊良

【项目完成人】

章俊良、沈水云、石伟玉、邢丹敏、朱凤鹃、戴威、夏国锋、闫晓晖、柯长春、殷洁炜

【项目完成单位】

上海交通大学、上海汽车集团股份有限公司、新源动力股份有限公司、上海神力科技有限公司、上海唐锋能源科技有限公司

【项目简介】

氢能可再生、零排放且功率密度高，其开发和利用已成为新一轮世界能源技术革命的重要方向。燃料电池技术是氢能利用的最佳手段，被列为“12种改变未来的颠覆性技术”之一。氢燃料电池是高效的电能转化系统，不受卡诺循环限制，产物只有水，是未来清洁汽车能源动力的终极选择。氢燃料电池汽车已成为解决环境污染、保障能源安全的重大战略举措。膜电极是燃料电池中将化学能直接转换为电能的发电部件，直接决定着电池的性能、寿命和成本；膜电极成本占电堆成本的60-70%。受全球铂储量、开采量限制，高铂载量、高成本膜电极成为燃料电池汽车大规模推广的“卡脖子”难题，低铂化（＜0.4mgPt/cm2或0.4gPt/kW）是解决上述难题的根本途径。然而，低铂化难以满足车用燃料电池高输出功率、长寿命运行、适应复杂运行工况的应用要求，其根本原因是由于低铂化带来的“大电流密度下局域传质极化加大、高电位铂合金颗粒腐蚀加剧、宽工况氧气和质子传输受限”等严峻技术挑战。项目团队经历近十年研发完成了车用燃料电池低铂合金膜电极微观传质、电荷传递、材料衰减方面的理论突破，形成了高功率密度、长寿命运行、适应复杂工况的低铂合金膜电极批量制备技术，并实现了成果的产业化应用。项目获国家发明专利20余件，发表论文30余篇，开发并建成了国内用于量产燃料电池汽车电堆的首条低铂合金膜电极生产线。作为唯一的低铂膜电极供应商为上汽、神力、新源等国内主流燃料电池和整车企业提供相应产品，累计制造膜电极20余万片。经中国机械工业联合会鉴定，“研发的新型低铂合金膜电极达到车用燃料电池高输出功率、长寿命运行、适应复杂运行工况的应用要求，整体技术达到国际先进水平，单位燃料电池电堆功率的铂用量技术指标国际领先”。

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