技术详细介绍
技术投资分析：
关于第四代能源燃料电池开发利用的说明
能源是人类文明发展的动力，能源是衡量一个国家的经济发展与人民生活的重要指标。历史告诉我们，每一次能源技术的突破与创新，都会促进社会跃进与经济繁荣。21世纪将是能源环保的新世纪，是能源资源与环保的可持续发展战略的重要组成部分。在这个世纪有世界三大能源之称的石油，天然气和煤等化石能源即将被耗尽。同时这些燃料的低效率燃烧，既浪费了能源，也对环境造成了严重的污染。因此在21世纪里，节约能源与开发新能源，提高燃料利用率，减少污染，已成为必须解决的课题。燃料电池因其是一种不经过燃烧过程，低污染，无噪音，高效的发电装置。
中国科学院能源战略研究，提出中国能源可持续发展战略专题研究：能源对经济发展，国家安全和环境质量都是重要的物质基础。当今世界，能源已成为世界各国政府和科技界和广大公众所关心的大事，人们已逐渐认识到，需要顶层的统筹设计，并需要前瞻性的部署。进入21世纪，我国经济与社会发展的宏伟目标对能源提出了更高的战略需求。为此中国科学院领导的直接指导下，中国科学院高技术研究发展局于2003年适时组建了“中国科学院能源战略研究组”。同时对我国能源面临的紧迫问题，提出的对新时期能源可持续发展的思考，开展能源发展的战略研究。对基础性，战略性，前瞻性工作部署提供支持。
目前燃料电池开发，首先要保证可靠性，长寿命，降低成本。燃料电池有6种类型：AFC，PEMFC，PAFC，MCFC，SOFC和DMFC。我们是搞工程开发的，首先要确立安全，可靠，在保证质量的情况下大量生产。高效率的出产品。在6种燃料电池中，经我们筛选，最具生产开发的是PEMFC，MCFC和DMFC。我们经过几年的探索，提出了三个专利，将燃料电池结构进行了新的改进。提高了燃料的利用率，由常规的发电效率45%提高到了70%，缩小了体积。减少了材料用量，降低了成本。这种结构是目前世界上已公布资料上，都没有我们的先进。经我们共同设计，具有大规模生产的可能性。分述如下：
质子交换膜燃料电池
质子交换膜燃料电池由于其电解质是一种固态高分子聚合物。其优点是清洁无污染，能量转换效率高，寿命长，无噪声，生成的水洁净，应用范围广。设计简单制造方便，既可采用纯氢作燃料也可采用重整转化的氢做燃料。还具有常温启动的特点。近些年来PEMFC交换膜材料的改进，电池组功率密度的提高，以及触媒价格与Pt应用量的降低等因素的带动下，使得PEMFC已逐渐具有竞争力。特别是经我们设计改进，降低了成本。商业化条件更成熟。
1．我们专利设计了带流场电极，其结构是其他国家没有达到的，只有这种结构使PEMFC效率高，材料节省，成本降低更适合大量生产，其他国家用碳质流场电极，工艺复杂，成本高达3000美圆一片。我们设计的，包括材料加工，只要12美圆一片。每个工作日可生产上千片，提高工效几百倍。我们选的材料可重复使用，燃料电池100000小时的生命周期完后，可回收再利用。
2．我们用专利可设计催化剂触媒改进工艺，不用传统的阴极溅射和丝网印刷，阴极溅射效率低要一层一层的溅射。每个工作班溅射最多2片。阴极溅射装置设备昂贵。真空度要求高1×10-5。抽一次真空溅射一下，溅射面积达不到大功率燃料电池要求。只能在实验室作单体电池使用。其次丝网印刷：丝网印刷Pt，Ru粉末达不到纳米级细度。触媒层表面不均匀，可能产生空穴。我们申请了专利，我们设计的真空蒸发装置，用蒸发工艺涂布催化层。这种专用设备在生产中Pt，Ru成离子状涂布在碳布上，铂担量可调节。目前世界最省的铂担量在0。15mg/cm2。大型真空蒸发设备比较贵，如果我们自己设计生产造价也在100万以上，如果向德国购买普通设备，都100万欧元以上。同时望863计划支持我们造一台。这种设备效率高，每班能生产3000 m2。可供全国使用可降低成本100多倍，同时也节约了贵金属。
3．在我们专利基础上，设计了PEMFC燃料电池新结构。这种结构是目前世界上没有达到的，它的特点是效率高，材料省，成本低。我们设计了两种型号，54KW和107KW，可用于轿车和大客车。外形尺寸500×500×1000mm（54KW）；700×700×1000mm（107KW），体积将比上海神力小。我们设计的成本价：54KW的15万，107KW的21。5万，合3万美圆。质子磺酸膜按加拿大巴拉德公司的BaM3G价150-50美圆每m2计算。如果我们中国上海有机化学研究所的东方一Ⅱ磺酸膜能用上，肯定价格还要便宜，成本还可能降低。经我们改造价格大幅度下降与内燃机差不多。国际国内都具有竞争力。我们也希望在我们中国的城市两三年内都能用燃料电池车代替燃油汽车，使我国的城市更清洁，噪音小。生产能力不需担忧。每年生产几万台燃料电池或者几十万台燃料电池PEMFC都是可以达到的。另外也只有在生产中才可能有提高，更多改进。现在我们的价格是在同类产品中最低。我们要申请PCT国际专利向世界各国出口，这不是梦想，事实摆在这里。
熔融碳酸盐燃料电池
熔融碳酸盐燃料电池是世界各国已商品化的燃料电池，与其他燃料电池相比，MCFC具有以下特点，它的工作温度是6500C，不需要昂贵的铂作触媒，制造成本低。MCFC具有内重整能力。可以采用天然气，煤气和柴油等碳氢化合物作燃料，与传统的发电方式比，MCFC二氧化碳的排放量可减少40%以上。MCFC排出的高温气体余热，可利用燃气轮机并联发电，复合循环发电效率可高达80%。
燃料电池MCFC是世界各先进国家商品化最好的产品。它主要作分布式电站。鉴于大电网一出问题就引起大停电。从战略高度看，分布式电源，独立发电，就地应用，不经长距离输电，没有线路损失，不怕遭破坏，特别是那些独立用电单位，医院，饭店，军事指挥机关，实验室等。边远地区电网难于达到的地方。
我国从事MCFC研究的单位目前只有大连化物所，上海交大，长春应用化学所。我们只看到他们的学术论点，没有一个像样的中国产品。因MCFC，作成产品必须解决电解质，阳极，阴极成型。这要设计专用设备，一般的研究机构无法解决。另一点电解质膜，阳极膜，阴极膜都必须在一米宽度以上，才能作功率大MCFC燃料电池，否则就是空谈。非标准专用设备我们分析考虑要7台。搅拌机，球磨机，成型机，烧结炉，压延机，磨平机。另外还有MCFC的每个单电池之间应有绝缘隔板，1是玻璃。2是陶瓷板。其他没有理想的，耐高温的，也必须设计专用设备成型焙烧，整平。隔板可重复使用，配方以三氧化二铝为主。这样刚度好，破碎少。
MCFC非标准设备，如果由本公司设计生产，大概要500万。其他任何单位可能不行，费用要超出，费用来源只有863计划支持，其他任何公司无人买单，有钱的人多，有眼光的人少。生产这四大材料，请交给我们。设备不折旧算在成本里。MCFC价格不会高。民营企业比国有企业成本低来得快，时间短。有了基础设备，推出MCFC产品就很快了，使我们国家在这个领域赶上或超过其他国家这是必然的。
MCFC的结构。还是按我们专利的结构设计。这样体积小，材料省，燃料利用率高。单机容量可达到500KW。组装10-100MW都可以，根据各用户需要任意组合功率大小。电解质，阳极，阴极材料配方，要尽力体现世界先进水平，可达到随时调整。我们中国的另一现象，动口，动笔的人多，动手的人少。国外都已经商业化了。我国还停留在论谈阶段。希望国内尽快实施出产品，出成果，把钱用在刀口上。
由于MCFC技术上没有什么大的问题，制造成本，应与透平机组差不多。政府相信我们，一定作到比国外更便宜，而质量更好。数量也上得去。我们不搞暴利。认真核算，利润应透明。任何产品利润不应超出30%。日本等国在我国汕头试运锂电池汽车。他们的车组电池只能驾驶200KM就必须充电。价格要卖40万一台，暴利！经济侵略。依我们摸底推算，锂离子电池三种材料组成，阳极LiCoO，LiNiO，LiMnO2。阴极从沥青提取碳管材料。电解质由六氟磷酸锂等组成，阳极材料涂布在铝薄上，阴极材料涂布在铜薄上，电解质做成膜，根据功率三者按序卷成单电池，串成电池组组装充电即成。有机会我们作成的话只卖5万元一台。锂矿还产在我们四川。日本买我们的矿藏，用暴利赚我们中国人的钱。我们认为，我们透明的核算成本和利润，利润不超过30%，这是我们的宗旨。
直接甲醇燃料
直接甲醇燃料电池是质子交换膜燃料电池PEMFC的一种变种，它直接使用甲醇在阳极转换成二氧化碳和氢，与同标准的质子交换膜燃料电池一样，氢再和氧反应，这种电池的工作温度为1200C。DMFC具有系统结构简单，体积小，能量密度高，启动时间短，运行可靠性高，以及燃料补充方便等优点。因此，特别适合于作为各种移动式，可携式动力电源。近些年来，由于触媒材料的开发。使得直接甲醇燃料的性能不断提高，按目前发展趋势，DMFC特别是便携式电子产品电源，有可能超过PEMFC燃料电池而成为最早批量生产的燃料电池商品。
特别值得一提的是DMFC使用四元合金触媒。Pt-Ru-Os-Ir在400mA时，四元合金触媒的电流密度提高40%，研究结果被誉为世界十大科技成果之一。当输出电压为0。52V时，电池输出电流密度高达400mA/cm2。这种性能已经达到商品化的技术指标。
DMFC设计方式，制造工艺与DEMFC一样，所不同的触媒。DMFC要四元合金，PEMFC为2元合金。我们的设计结构还按我们专利的优化设计，体现尺寸小，功率大，材料省的优势。制造成本不比PEMFC高多少，世界各国都向便携式发展，我国已有大连化物所，长春应用化学所，福建南孚电池公司。在从事开发便携式小型电池。我们要说的是搞大功率DMFC，单机我们可以搞到500KW。直接甲醇燃料便于携带，我们认为特别适合潜艇配备，它可和核潜艇相比。燃油式动力有热和声，容易被探测。核潜艇没有这些特点，然而DMFC也没有躁声和大量热排出。只有少量的二氧化碳排出，带够充足的钾醇液体燃料同样在水下长时间游弋。DMFC动力肯定比核潜艇造价低得多，请我国军事部门考虑。或者把我国的燃油潜艇统统换成DMFC燃料电池潜艇。以提高我军战斗力，希望他们向我们订购，我们具有这方的生产能力。
直接甲醇要用来满足所有汽车是不可能的。如果用在公交车和出租车上，也可以用甲醇重整制氢做PEMFC燃料那是浪费，部分移动动力用直接甲醇是可行的，甲醇要从其他物资中提取，数量受到限制。
关于制氢问题
氢经济是21世纪绝对要到来的，本世纪2050前石油肯定用完，水制氢是必由之路。现有的问题是储氢材料还没有找到一种最满意的。技术方面的问题等到完全解决了再搞吗？技术提高是无止境，只有在生产实践中来不断完善，提高。我们的倾向是水电解制氢，就地制氢不运输，就地加氢。为降低氢气成本可按投资太阳能光伏电池，一次投入可用35年，且没有什么维修费用，白天用太阳能光伏电，晚上用市电，低谷电价便宜，用市电这样可降低氢气成本，水电解制氢电压1。45V，要4-5度电制出一立方米氢气。低谷电如果0。2元/度，电解一 立方氢成本在一元钱。太阳能光伏电投资按30年分摊。每度电不到0。2元，为什么有些人在那里瞎叫：“氢气比石油高出多少倍”，又不具体摸清楚。水电解制氢设备，我国不如国外高压制氢设备先进，可通过购进样机以提高国内制氢电解槽水平。国内生产的电解槽不知卖多少钱一台，这种设备简单，不会超过5万一台，如果超过了，希望把些任务给我们生产。保证价格合理，我们决不搞暴利。因储氢罐，电解槽，压力机泵，氢的特殊开关，和管道都是长寿命的。国家应有个核定价的法规，折旧等，气态氢价格就稳定了。
初期政、企、研相结合是燃料电池系统发展的必由之路。1994年3月国务院通过了《中国21世纪议程---中国21世纪人口环境和发展白皮书》，其中提到了能源资源与环境的可持续发展战略，使用清洁能源与开发洁净化能源利用技术。是能源持续发展工程中的重要内容。燃料电池发电系统，正是洁净燃料发电技术之一。
在我国各种形式的论谈会，洽谈会举行不少，只是谈谈而已，没有作实际工作。现在应该政府牵头组织实施，实现的时候，希望首先在城市搞起来。我们一起来实现我们城市美好的未来。
技术的应用领域前景分析：
所有动力系统都能使用，30年后石油枯竭，燃料电池代替。
效益分析：
年利润
厂房条件建议：
无
备注：
是国家863计划支持项目。