铝燃料电池的重大进展

    国际上第一个燃料电池是威廉·格罗夫（William Grove）1939年创造的，至今已有78年的历史，经这些年的开展，已从单体铝燃料电池开展到有各种实用价值的电源（供电系统），如德阳东深新能源科技有限公司的堆砌式发电站和车载移动电站等。电池阳极为发作氧化反响的铝板，是电子流出的电极，阴是指发作复原反响的电极，是电子流入的电极。
    中国铝燃料电池的开展
    国际上铝燃料电池的较大规划研制始于上世纪60年代的美国，上世纪70年代他们会集于帆海航标灯、矿井照灯等电源用电池的研讨；上世纪80年代加拿大铝电源公司（Aluminum Power）选用铝合金阳极和有用的空气（氧）电极制成的电池系统在便携式电源、备用电源推向市场，为铝燃料电池的商化运用作出了很大奉献；2014年6月国外媒体报道了美国铝业公司与以色列菲涅金公司（Phinergy）联合研制的动力铝燃料设备在轿车进步行路况试跑，续航路程达1600km的国际纪录，在燃料电池开展史上具有路程碑意义，为动力铝燃料电池的开展作出了巨大奉献，使菲涅金公司变成国际铝燃料电池的领跑者。这种铝燃料电池系统阳极由50块铝板构成，每块质量500g，总质量25kg，每一块铝板供给的电力可使电动轿车行进32km。2014年2月，美国铝业公司与菲涅金公司就铝燃料电池的进一步开发签定了协作协议，并于6月初在加拿大蒙特利尔一级方程式赛道上对铝燃料电池电动轿车进行了试驾，计划于2017年完成电动轿车专用铝燃料电池批量出产，推向国际市场。
    中国对铝燃料电池研制始于上世纪90年代，现已变成国际最大的铝燃料电池研制与出产国，但研制技能与美国、以色列比较还有一些距离。中国从事有关技能研讨的单位首要有中国科学院进程工程研讨所、大连物理化学研讨所、船只重工712所、北京大学、哈尔滨工业大学、武汉大学、天津大学、北京有色金属研讨总院、四川德阳东深新能源科技有限公司、台州十分新能源科技有限公司、云南冶金集团立异金属燃料电池股份有限公司等。到2016年中国出产新能源动力电池的大大小小公司约有150家。
    东深新能源科技有限公司
    该公司树立于2011年10月，位于四川省德阳市旌阳区高新工业区，国家高新技能公司，具有自立常识及欧盟、美国创造专利多项，目前国内唯一《铝-空气金属料发电堆》规范存案公司，与美国UL总部、香港出产力推动局（HKPC）共同拟定了铝燃料电池UL国际规范，国内首先完成铝燃料电池工业化公司之一，使中国铝燃料电池的研制及市场化获得严重进展。
    东深新能源科技有限公司自2011年树立以来，获得的期间性成果有：2012获得《燃料电池的构造和制备方法》专利转让；2013年制成50kW铝燃料发电机样机；2014年基地资料和要害技能获得实质性打破；2015年新能源轿车动力电池系统大功率铝燃料电池系统要害技能项目列入省科技厅支撑计划，铝燃料电池不间断电源系统（UPS）被省经委和省财政厅认定为四川省严重技能配备省内首台（套）商品；2016年《大功率铝燃料电池系统》获PCT（专利协作协议）欧盟授权英、法、德、意收效；2016年与中国铁塔集团签定1000台基站不间断电源系统合同，完成了铝燃料电池的商业化出产。
    当下，东深新能源科技有限公司出产铝燃料电池系统有两大类：容量型（STK-X），首要适用于不间断电源，容量大，比功率小，运用于通讯基站、移动式充电桩、智能微电网等；功率型（FMG-X），这种电源功率大，容量小，首要用作牵引动力，运用于车辆、航空航天器、舰船等。
    2017年2月24日，中国有色金属工业协会会长陈全训、副会长文献军等一行在考察德阳东深新能源科技有限公司时兴奋地说：“你们做了一件十分有意义的事情，铝燃料电池理论性的探讨走到了工业化，这是新能源革新打破，你们是开拓者。”陈全训对该公司寄予厚望，他对公司研制团队说：“铝燃料电池是个好项目，但要构成商品化、市场化将有很多事情要做，你们是开拓者，中国有色金属工业协会将支撑你们的商品开发和推广运用，充分运用咱们协会的优势，为你们供给协助，往后咱们要继续盯梢，期望你们的事业成功开展。”
    非常新能源科技有限公司（SUPER）
    该公司位于浙江省台州市，在研制铝燃料电池范畴获得骄人的成绩，已开宣布各种大中小型电源投入市场，与北京大学、台州市政府协作树立了“台州市十分金属燃料电池研讨基地”，致力于进步铝燃料电池系统并完成工业化、开发混合系统并运用于电动轿车范畴以及新的金属燃料电池系统等研讨。
    公司出产的多项铝燃料电池参加了2016美国拉斯维加斯展览。具有一系列基地技能：铝合金电极的制备，阳极自腐蚀的按捺与钝化按捺及放电活性的进步；氧复原催化资料的制备及空气扩散电极的接连化出产；含活性添加剂电解液的制备与电解液处理系统，能够按捺阳极腐蚀，削减极化，进步电池效率；电解液循环系统、空气流通保证系统和电池组热管理系统；电池系统机械式再充电，合金阳极放电后机械换新；放电商品和电解液会集再生处理，制备高纯纳米氧化铝，完成商品价值进步，一切物质循环再运用。
    选用新式催化剂配方制备空气电极，本钱低、功能高，其单位面积放电密度已到达国外同类商品水平，填补了该类商品的国内空白。2013年首先建成国内首条接连化空气电极出产线。
    公司获得10余项创造专利，具有国内和国际专利授权，构成了具有自立常识产权的基地技能系统。运用电化学方法将发电商品制成高附加值纳米级氧化铝，或将是出产纳米级氧化铝的全新革新性技能，已在军工范畴获得运用，荣获三军科技进步三等奖。
    云南冶金集团创能金属燃料电池股份有限公司
    创能公司自立研制铝燃料电池要害资料及其制备技能填补了云南省在此范畴的空白：空气极本钱低，并且运用寿命长达7000h，到达国际领先水平；自立出产的特种铝合金阳极板不光出产本钱低，并且其功能可与奥科宁克铝业公司的高纯铝板相媲美；电解液功能到达国际领先水平，完成了废电解液综收回制备高附加值超细氧化铝粉、阻燃剂等多种商品的出产；商品获得授权专利4项、公司规范5项；已建成20MW铝燃料电池拼装出产线，主导商品为随身电源、大中型备用电源、动力电源、辅助资料等，电源商品出产才能可达20万台/年。
    铝燃料电池开展趋势
    当时全国际动力电源研制单位与出产公司都把力气投放于燃料电池，而铝燃料电池的开发又是重中之重，由于铝燃料电池具有可比较的许多长处：铝的资源丰富，价格合理，铝燃料电池制作本钱约为500元/kWh，是锂离子电池出产本钱4000元/kWh的1/8；用于轿车上，运转本钱与燃油轿车的适当或更低一些，铝燃料电池轿车百公里约耗费3kg铝、5L水与电解液，运转本钱约59元，而一般乘人车的油耗约8L/100km，按7.63元/L核算约合61元；续航才能高于锂离子电池，铝燃料电池比能量可到达350Wh/kg——500Wh/kg，是锂离子电池120Wh——150Wh/kg的3倍，因此在平等质量时，铝燃料电池带着电量为锂离子电池的3倍，续航路程也是锂离子电池的3倍；替换方便，铝燃料电池耗费的是铝及水，运转进程中只需要换铝板与加适量水，操作简洁；绿色环保，铝燃料电池运转时期首要副商品是Al(OH）3，不光对环境无害，并且可收回，制成纳米级Al2O3粉；肯定安全，不会发生焚烧爆炸。
    国外简况
    奥科宁克铝业公司与以色列菲涅金公司在开发铝燃料电池方面居国际领先水平，为此范畴技能与制作工程的领跑者。日本丰田轿车公司研讨院（Toyota Research Institute）将与美国斯坦福大学、麻省理工学院（MIT）、密歇根大学、纽约州立水牛城大学、康涅狄格大学以及英国的伊利卡（Ilika）研讨所等协作研制根据人工智能（AI）的新能源电池资料。
    中国工信部对轿车动力电池工业开展拟定计划
    2017年4月，国家工信部、发改委、科技部、财政部等有关部门联合印宣布台《推动轿车动力电池工业开展举动计划》（以下简称《举动计划》）。《举动计划》提出分三个期间推动中国动力电池开展：2018年，进步现有商品性价比，保证高品质电池供应；2020年，根据现有技能改善的新一代锂离子动力电池完成大规划运用；2025年，选用新化学原理的新系统电池力求完成技能革新和开发测验。
    《举动计划》提出了5个方面的开展方针：大幅进步商品功能，2020年动力电池系统比能量力求比现有水平进步一倍到达260Wh/kg，本钱降至1元/Wh以下，2025年动力电池单体比能量到达500Wh/kg；二是商品安全性满足大规划运用需要，完成全生命周期的安全出产和运用；三是工业规划合理有序开展，2020年行业总产能1000亿Wh、构成产销规划400亿Wh以上的龙头公司；四是要害资料及零部件获得严重打破，2020年构成具有基地竞争力的立异型骨干公司；五是高端配备支撑工业开展，2020年完成配备智能化开展、制作本钱大幅下降。
    《举动计划》提出了完成开展方针的9项重点使命：建造动力电池立异基地，施行动力电池进步工程，加强新系统动力电池研讨，推动全工业链协同开展，进步商品质量安全水平，加速建造完善规范系统，加强测验剖析和评估才能建造，树立完善安全监管系统，加速要害配备研制与工业化。
    《举动计划》的出台对加速推动中国轿车动力电池工业开展将起到巨大作用。