領(lǐng)跑國際氫能燃料電池技術(shù)

前   言
氫能作為一種嶄新的能源，將在21世紀(jì)起到越來越大的作用。
 
神力氫動(dòng)力科技達(dá)到國際先進(jìn)水平 

　　進(jìn)入21世紀(jì)，隨著我國經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展，能源需求越來越大，能源儲(chǔ)量卻捉襟見肘。對化石燃料的依賴已經(jīng)使我國的能源安全受到了威脅。化石能源消耗造成嚴(yán)重環(huán)境污染，可持續(xù)發(fā)展壓力越來越大。而氫能，是提高能效，降低石油消費(fèi)，保證能源安全，改善生態(tài)環(huán)境，實(shí)現(xiàn)能源多元化發(fā)展的重要途徑，實(shí)現(xiàn)我國經(jīng)濟(jì)和社會(huì)可持續(xù)發(fā)展的重要選擇。 

    許多科學(xué)家認(rèn)為，氫能在21世紀(jì)有可能在世界能源舞臺(tái)上成為一種舉足輕重的二次能源。氫能是一種二次能源，可以是其他任何能源的間接儲(chǔ)存載體。在自然界中，氫和氧結(jié)合成水，必須用熱分解或電分解的方法把氫從水中分離出來。高效率制氫的基本途徑，是利用太陽能，如果能用太陽能來制氫，那就等于把無窮無盡的、分散的太陽能轉(zhuǎn)變成了高度集中的干凈能源，其意義十分重大。國際能源界預(yù)測：21世紀(jì)人類社會(huì)將告別化石能源時(shí)代而進(jìn)入氫能經(jīng)濟(jì)時(shí)代。 

    氫能燃料電池是目前利用氫能的最重要的技術(shù)之一。燃料電池作為一種電化學(xué)反應(yīng)裝置，能夠貯存在燃料（氫）中的能量與氧化劑（空氣）不通過燃料直接轉(zhuǎn)化成電能，其能量轉(zhuǎn)換效率高達(dá)50%以上，且工作溫度低、噪音低，唯一排放的是純凈水，真正實(shí)現(xiàn)零排放。燃料電池將解決“能源”與“環(huán)保”這兩大世界難題，對于人類社會(huì)可持續(xù)發(fā)展有重要意義。燃料電池可以作為各種零排放交通工具的動(dòng)力源，也可作為移動(dòng)式、分布式發(fā)電站。國際上普遍的燃料電池技術(shù)特點(diǎn)是采用高壓運(yùn)行，比如加拿大巴拉德公司和美國通用汽車,運(yùn)行壓力約為2個(gè)大氣壓（相對壓力）。這種高壓運(yùn)行使得整個(gè)系統(tǒng)的功耗高、造價(jià)高、系統(tǒng)復(fù)雜，不安全因素也增加。而上海神力科技有限公司用常壓運(yùn)行的燃料電池技術(shù)達(dá)到國際先進(jìn)水平。成立于1998年6月的上海神力科技有限公司，是專門從事質(zhì)子交換膜燃料電池產(chǎn)品的研發(fā)與產(chǎn)業(yè)化的高科技民營企業(yè)。六年來，先后承擔(dān)與完成了包括國家“九五”重點(diǎn)科技攻關(guān)計(jì)劃、“十五”863計(jì)劃重大專項(xiàng)第一、二、三輪以及上海市重大科技攻關(guān)項(xiàng)目等在內(nèi)的7項(xiàng)國家重點(diǎn)科研攻關(guān)任務(wù)。 

    上海神力科技公司通過大規(guī)模的技術(shù)創(chuàng)新，共申請了中國、美國專利211項(xiàng)，開發(fā)了包括車用燃料電池發(fā)動(dòng)機(jī)、燃料電池游覽車、燃料電池發(fā)電站等5個(gè)系列的燃料電池產(chǎn)品，其中燃料電池發(fā)電站、游覽車已經(jīng)實(shí)現(xiàn)了銷售，建立了全套的中小功率（0.1kW—30kW）與大功率（30kW—150kW）的質(zhì)子交換膜燃料電池及其動(dòng)力系統(tǒng)集成制造技術(shù)以及批量生產(chǎn)的能力與設(shè)施體系。 

    上海神力公司正在建立3萬多平方米的大規(guī)模生產(chǎn)的產(chǎn)業(yè)化基地，從燃料電池發(fā)動(dòng)機(jī)上游原材料供應(yīng)產(chǎn)業(yè)化到生產(chǎn)流程化以及燃料電池產(chǎn)品化都已基本實(shí)現(xiàn)。上海神力科技公司承擔(dān)了國家“十五”863計(jì)劃電動(dòng)車重大專項(xiàng)中的“燃料電池發(fā)動(dòng)機(jī)”課題。自2001年以來，已經(jīng)連續(xù)承擔(dān)與完成該課題的第一、二、三輪攻關(guān)任務(wù)，成功地研發(fā)與生產(chǎn)了第一、二、三代轎車用與城市大巴用燃料電池發(fā)動(dòng)機(jī)，并分別安裝在同濟(jì)大學(xué)的“超越一、二、三號”系列燃料電池轎車與清華大學(xué)的“清能一、三號”等燃料電池城市客車上。所有這些燃料電池轎車與燃料電池城市客車的成功示范運(yùn)行表明，該課題所研制的燃料電池發(fā)動(dòng)機(jī)完全達(dá)到車用燃料電池發(fā)動(dòng)機(jī)的要求，并已經(jīng)累計(jì)生產(chǎn)轎車用燃料電池發(fā)動(dòng)機(jī)10多臺(tái)，大巴用燃料電池發(fā)動(dòng)機(jī)近10臺(tái)，具有批量生產(chǎn)的能力。2002年12月17日，由上海神力科技有限公司生產(chǎn)的第一代轎車用燃料電池發(fā)動(dòng)機(jī)通過專家組驗(yàn)收。經(jīng)過振動(dòng)試驗(yàn)和臺(tái)架車性能考核，于2003年7月裝上同濟(jì)大學(xué)的燃料電池轎車———“超越1號”。 

    我國同濟(jì)大學(xué)第二代燃料電池轎車———“超越二號”系列于2004年5月研制成功，所有該系列產(chǎn)品裝備了上海神力科技公司的第二代轎車用燃料電池發(fā)動(dòng)機(jī)；我國同濟(jì)大學(xué)第三代燃料電池轎車———“超越三號”系列于2005年研制成功，所有該系列產(chǎn)品，都裝備了上海神力科技公司的第三代50千瓦轎車用燃料電池發(fā)動(dòng)機(jī)； 

   “超越二號”燃料電池轎車裝備了上海神力科技公司的第二代轎車用燃料電池發(fā)動(dòng)機(jī)；通過了所有汽車常規(guī)性能試驗(yàn)，最大時(shí)速超過了115公里/小時(shí)，續(xù)駛里程達(dá)到217公里?！俺蕉枴笔痉哆\(yùn)行以來，燃料電池發(fā)動(dòng)機(jī)性能穩(wěn)定、可靠，折合累計(jì)行駛里程已超過1萬公里。 

    我國清華大學(xué)燃料電池城市大巴平臺(tái)車于2003年10月研制成功，裝備了上海神力科技公司的第二代城市客車用燃料電池發(fā)動(dòng)機(jī)。 

    我國清華大學(xué)燃料電池城市客車B－型實(shí)用樣車于2004年5月研制成功，裝備了上海神力科技公司的第三代120kW城市客車用燃料電池發(fā)動(dòng)機(jī)。第三代120kW城市大巴用燃料電池發(fā)動(dòng)機(jī)在燃料效率方面處于國際領(lǐng)先的地位，在發(fā)動(dòng)機(jī)體積、重量、比功率的指標(biāo)方面也已經(jīng)處于國際先進(jìn)水平。該樣車于5月25日參加了“第二屆國際氫能論壇”北京天安門前的示范運(yùn)行。該樣車自示范運(yùn)行以來，總行駛里程已經(jīng)超過了5000公里，燃料電池發(fā)動(dòng)機(jī)性能穩(wěn)定、可靠。 

    2004年10月，在上海嘉定F1賽場舉行的世界清潔汽車“必比登挑戰(zhàn)賽”上，中國有三種車型、五輛燃料電池電動(dòng)車出現(xiàn)在賽場上，所有這些燃料電池電動(dòng)車的燃料電池發(fā)動(dòng)機(jī)都是由上海神力科技公司提供的。清華大學(xué)的燃料電池城市客車、同濟(jì)大學(xué)的燃料電池轎車“超越二號”參加了各項(xiàng)測試比賽并取得了五項(xiàng)中的四項(xiàng)A的良好成績。 

    燃料電池發(fā)動(dòng)機(jī)的研制成功為產(chǎn)業(yè)化鋪平了道路，這是創(chuàng)新性的自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)，具有價(jià)格低、安全可靠、零部件容易采購、穩(wěn)定性好等特點(diǎn)，適合大批量產(chǎn)業(yè)化生產(chǎn)。

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