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    5月8日，中科院長春應(yīng)用化學(xué)研究所承擔(dān)的國家“863計(jì)劃”課題——“直接甲醇燃料電池技術(shù)”和“直接甲酸燃料電池”通過科技部組織的專家驗(yàn)收。驗(yàn)收組專家、科技部高技術(shù)中心能源處處長陳碩翼、長春應(yīng)化所所長助理周光遠(yuǎn)以及課題負(fù)責(zé)人和課題組成員參加了驗(yàn)收會(huì)議。

    直接甲醇燃料電池（DMFC）是一種將化學(xué)能連續(xù)不斷地轉(zhuǎn)化為電能的可再生清潔能源，具有能量轉(zhuǎn)化效率高、運(yùn)行安全方便、發(fā)電時(shí)間持久等優(yōu)點(diǎn)，特別適合作為筆記本電腦、電動(dòng)自行車等便攜式中小型化電源或充電電源使用，自20世紀(jì)60年代初問世以來，迅速發(fā)展成為國際高新技術(shù)競(jìng)爭(zhēng)中的重要熱點(diǎn)之一。中科院長春應(yīng)化所早在20世紀(jì)90年代初就在國內(nèi)率先開展了直接醇類燃料電池的研究，在電催化劑、電極反應(yīng)過程、質(zhì)子交換膜材料基礎(chǔ)及改性、催化電極和催化電極/質(zhì)子交換膜復(fù)合體、整機(jī)集成等方面進(jìn)行了系統(tǒng)探索，并在“十五”初期研制出國內(nèi)首臺(tái)百瓦級(jí)DMFC電池堆，研制成功中國首臺(tái)DMFC電動(dòng)自行車。

    2007年5月，長春應(yīng)化所與中科院大連化物所、南京師范大學(xué)獲得國家“863計(jì)劃”課題“直接甲醇燃料電池技術(shù)”的支持。經(jīng)過3年的攻關(guān)，研究改進(jìn)了催化劑的制備方法，優(yōu)化了電極及MEA制備工藝，研究了不同流場(chǎng)及電池結(jié)構(gòu)對(duì)電池性能的影響，突破了催化劑制備及性能、電極及膜電極集合體制備工藝、電池結(jié)構(gòu)改進(jìn)等技術(shù)關(guān)鍵，組裝了小型自呼吸式和中型主動(dòng)式DMFC樣機(jī)，進(jìn)行了電動(dòng)自行車、手機(jī)及筆記本電腦電源的演示應(yīng)用；與“十五”期間相比，有如下突破：采用空氣替代純氧氣做氧化劑；實(shí)現(xiàn)純甲醇進(jìn)料，大幅提高系統(tǒng)比能量；電堆體積比功率增大5倍；尾氣得到有效處理，甲醇含量?jī)H3.55×10^-4mol/L。電堆最大功率375W，運(yùn)行2050小時(shí)后，性能衰減13.27%，能量轉(zhuǎn)化效率43.85%；80℃工作時(shí)，單電池最大功率密度達(dá)到205mW/cm²。課題實(shí)施期間共申報(bào)國家發(fā)明專利11項(xiàng)，發(fā)表SCI論文41篇。

    該成果的取得為直接甲醇燃料電池實(shí)用化和產(chǎn)業(yè)化奠定了重要基礎(chǔ)。

    直接液體燃料電池以其燃料來源廣、能量轉(zhuǎn)化率高、低污染、儲(chǔ)存和運(yùn)輸方便等優(yōu)點(diǎn)，以及可應(yīng)用于便攜式電源、電動(dòng)機(jī)車和野外電站等領(lǐng)域，得到世界范圍的關(guān)注和重視。甲酸是較好的甲醇替代燃料，直接甲酸燃料電池（DFAFC）與直接甲醇燃料電池（DMFC）相比，具有無毒、不易燃、儲(chǔ)運(yùn)方便、安全性較好和電化學(xué)活性、能量密度、質(zhì)子導(dǎo)電更高等優(yōu)點(diǎn)。

    中科院長春應(yīng)化所與中科院大連化物所、南京師范大學(xué)在國家“863計(jì)劃”課題的支持下，于2007年12月共同開展了“直接甲酸燃料電池”的課題攻關(guān)。選擇Pd基催化劑作為主要研究對(duì)象，同時(shí)兼顧Pt基催化劑，在技術(shù)上通過多種方法、控制實(shí)驗(yàn)條件來制備催化劑，并研究了控制催化劑的粒徑及分散性的方法，探索了催化劑的設(shè)計(jì)及活性的影響因素，優(yōu)化了碳紙、擴(kuò)散層、電極的制備工藝，制備自主呼吸型DFAFC樣機(jī)在室溫下功率為3.75W、功率密度達(dá)38mW/cm2；主動(dòng)式DFAFC樣機(jī)功率為45W、功率密度達(dá)150mw/cm²。課題實(shí)施期間申報(bào)國家發(fā)明專利6項(xiàng)，發(fā)表論文29篇。完成了合同書中規(guī)定的任務(wù)，達(dá)到了課題目標(biāo)及主要考核技術(shù)指標(biāo)，專家組一致同意該課題通過驗(yàn)收。

    該課題通過系統(tǒng)研究直接甲酸燃料電池的催化劑、雙極板等關(guān)鍵材料和器件，并組裝電池，為低成本、高比功率直接甲酸燃料電池的發(fā)展奠定了良好的基礎(chǔ)。