東芝無源燃料電池“關鍵技術的核心是電解質材料”

www.guilinhy.com 來源：中國電池網　　　電動車商情網作者：俠名類別：電動車維修時間：2005-9-21

9月16日，東芝在公司總部對將在“CEATEC JAPAN 2005”（2005年10月4日開幕，地址：日本千葉縣幕張Messe會展中心）展出的小型燃料電池進行了演示，并公布了關鍵技術的概要。“關鍵技術中最為重要的是開發出了抑制甲醇滲透的新型電解質材料”（東芝顯示器·部件材料總工程師上野文雄）。此次開發的是功率為100mW和300mW的燃料電池組，屬于不需稀釋甲醇即可直接供給燃料的“直接甲醇型燃料電池（DMFC）”。其結構是在100mW電池組中有一個3.5mL，在300mW電池組中有一個10mL立方體甲醇燃料箱，在其上方配置MEA（膜電極）。不是層疊，而是將電池單元配置成平面。電池單元為長條狀，100mW電池組排列3個單元，300mW電池組排列6個單元。甲醇通過自然滲透的方式供給MEA。空氣電極的盒子上設有格子狀開口，通過自然對流提供空氣。由于直接使用純度99.5％的甲醇，因此甲醇滲透（甲醇由燃料電極一側向空氣電極一側滲透，造成功率下降的現象）問題更為明顯。該公司在電腦用燃料電池中采用了在輸入燃料之前用水稀釋甲醇來控制滲透現象的裝置，不過，在要求小型輕量的無源燃料電池中沒有配置這種復雜的裝置。因此，“我們對不會產生甲醇滲透現象的新材料進行了調整”。具體的材料組成等情況未予公布。觸媒也沒有公布，不過東芝表示“并未進行特別改進”，因此估計是鉑類觸媒。功率密度也未公布。甲醇燃料箱是由某種熱可塑樹脂經過射出成形制成的。這種材料是一種具有抗甲醇特性的工程塑料，但沒有公布材料名稱。據悉，“價格不是特別高”。反應會生成水，其中約1/3返回燃料電極，用于電極反應。剩余的部分則蒸發到大氣中，比如100mW電池組每分鐘會產生約0.001mL的水蒸汽。“為了在無源型燃料電池中，配置能夠在不同的溫度與濕度等環境中，使反應生成的水以固定的量穩定地返回燃料電極的系統，我們付出了艱苦的努力”。在注入口位置開關閥門東芝還公布了由外置燃料盒向燃料箱供應甲醇的基本方法。該公司為了能使這種燃料電池用于各種設備，采用了通用的外置方式。燃料盒的形狀類似于化妝品，使用軟質塑料制成，將燃料盒的注入口，壓入燃料箱上設計的注入口，然后再用手指將軟質容器擠破，甲醇就會注入到燃料箱中。燃料盒與燃料箱的注入口設計了一個機械閥門，利用壓入位置與力量的大小控制開關。注入甲醇時，先稍稍地壓一下將注入口密封起來，然后再按一下，燃料箱上的閥門就會打開。緊接著使勁按下去，燃料盒的冷門就會打開，甲醇就會由高壓燃料盒流入低壓的燃料箱。注入結束后，拔出燃料盒時，首先是燃料盒的閥門關閉，然后是燃料箱關閉，最后密封墊脫落下來。據悉，通過采用這種方式，防止了燃料泄漏等問題。此次開發的燃料電池系統為用于測試的樣品，向公司內部提供了100臺，目前正在進行現場試驗，對其可靠性與壽命進行測試。與此同時，目前已經著手研究其是否符合IEC（國際電氣標準會議）今年8月出臺的安全標準草案。在2007年以后的實用化階段，準備將其尺寸縮小到寬35×縱深110×厚20mm左右。為此，準備進一步提高燃料電池的功率密度。對于該燃料電池的技術內容，東芝準備在由《日經電子》雜志社10月26日在WPC EXPO（地點：東京BigSight國際會展中心）召開的專題研討會“便攜電子設備用小型燃料電池的最新動向”上發表。