技術文章/ARTICLES

燃料電池發電是繼水力、火力和核能發電之后的第四類發電技術，是我國政府實施和推進氫能經濟，促進傳統能源供應方式改革，利用新能源的一個重要環節；也是政府推廣氫應用的一個核心設施。

燃料電池是不經過燃料燃燒而直接通過電化學反應方式將燃料的化學能轉變為電能的發電裝置，其特點如下： 

?85％～90％；實際40～60％

?環境友好,無污染，無任何毒副產品產生

?安靜

?可靠性高

燃料電池的工作示意圖

在所有種類的燃料電池中，質子交換膜燃料電池（PEM Fuel Cell）的應用為廣泛和普及。

如下圖所示，為一個質子交換膜燃料電池的組成。

膜電極裝備*（4＋5＋6）

4.Catalyst layer   催化劑層

5.Proton Exchange Membrane(Electrolyte) 質子交換膜

6.Carbon Cloth or carbon paper with diffusion layer 帶有擴散層的碳紙或碳布－支撐、擴散

3.Bipolar 雙極板－氣體通道

2. Bus Plate 集流板—收集電流

1.End Plate 端板—固定、組裝

和傳統的燃料電池相比，質子交換膜電解池有如下技術優點：

?工作溫度低

?啟動快

?能量密度高

?壽命長

?重量輕

?無腐蝕性

?不受二氧化碳的影響

?工作噪聲低, 可靠性高

?內部構造簡單, 電池模塊呈堆壘式層疊結構使得電池組組裝和維護很方便

正是由于質子交換膜電解池較傳統的燃料電池有諸多技術上的優點，讓它成為各個國家的氫能應用領域的研發熱點。

尋找轉換效率更高，使用壽命更長，生產成本更低，更安全可靠的質子交換膜燃料電池是各個國家的氫能應用領域技術專家們的共同目標。

目前，我國在質子交換膜燃料電池的研發和生產領域處于明細劣勢地位，我國的質子交換膜燃料電池需要面對如下幾個技術短板：

1. 穩定性（燃料電池的使用壽命）

2. 可用性（CO中毒）

3. 成本問題（膜和含鉑催化劑）

4. 效率低

目前，我國的氫燃料電池壽命才3000小時，距離上10000+小時的標準使用壽命還有極大的差距。

同時，工業氫氣中的雜質氣體含量超標，作為燃料的氫氣中含有的CO氣體可導致鉑電極催化劑中毒，一旦作為催化劑鉑電極中毒，燃料電池提前報廢。

另外，研發新型號的催化電極來降低或替代鉑這種貴金屬的載量和使用量，對于降低燃料電池的生產成本，讓整個燃料電池行業走上良性循環的軌道意義重大。

我國已于2018年12月制定了燃料電池的用氫國標，要求氫氣純度必須在99.97%以上，同時對于氫氣中其它氣體雜質的含量也劃分了嚴格的界限。

對于氫燃料電池而言，高純度的氫氣不僅可以避免催化劑中毒，保護含鉑催化劑，延長燃料電池的壽命，還可以提高燃料電池的效率。

由此可見，給氫燃料電池供應高純度氫氣是提高氫燃料電池應用技術水平的一個基本前提條件，中國在氫燃料電池領域的研發和應用普及還有很長一段路要走，要達到水平依舊任重道遠。

美國Proton專注制氫領域20多年，一直致力現場制氫方案的研發和提供。Proton S系列制氫機，利用質子交換膜電解池來電解去離子水生產高純氫氣，是氫燃料電池行業的理想合作伙伴和理想的氫氣供應氣源。

美國Proton S10/S20/S40制氫機

美國Proton S系列制氫機有如下優點：

利用質子交換膜電解池來電解純水制取高純氫氣，氫氣純度在99.999+%，氫氣純度可依據客戶需求升級，無任何對燃料電池的鉑催化劑有害氣體產生，是氫燃料電池的理想氫氣供應氣源。

氫氣輸出流速在4.8L/min， 9.4L/min， 18.8L/min 三檔可選，氫氣可連續供應，制氫機可根據需求自動調節電解池的產氣速率

氫氣輸出壓力0-13.8bar之內可以調節

制氫機全自動運行，無需任何人工操作

制氫機安全措施到位，全自動故障檢測，一旦偵測到故障和異常，制氫機泄壓停機

內置氫氣泄漏探測器，一旦內部發生器氫氣泄漏，制氫機報警停機。

全不銹鋼機身，耐腐蝕，制氫機可在工業現場等復雜環境下工作和使用

同時，Proton的專業售后服務團隊會負責制氫機的售前技術支持和售后服務安裝以及維護保養，確保每一臺制氫機的，*運行。