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东芝公布无源燃料电池关键核心技术概要
2005年9月21日 9:59  来源:日经BP社

  9月16日,东芝在公司总部对将在“CEATEC JAPAN 2005”(2005年10月4日开幕,地址:日本千叶县幕张Messe会展中心)展出的小型燃料电池进行了演示,并公布了关键技术的概要。“关键技术中最为重要的是开发出了抑制甲醇渗透的新型电解质材料”(东芝显示器·部件材料总工程师上野文雄)。 

  此次开发的是功率为100mW和300mW的燃料电池组,属于不需稀释甲醇即可直接供给燃料的“直接甲醇型燃料电池(DMFC)”。其结构是在100mW电池组中有一个3.5mL,在300mW电池组中有一个10mL立方体甲醇燃料箱,在其上方配置MEA(膜电极)。不是层叠,而是将电池单元配置成平面。电池单元为长条状,100mW电池组排列3个单元,300mW电池组排列6个单元。甲醇通过自然渗透的方式供给MEA。空气电极的盒子上设有格子状开口,通过自然对流提供空气。 

  由于直接使用纯度99.5%的甲醇,因此甲醇渗透(甲醇由燃料电极一侧向空气电极一侧渗透,造成功率下降的现象)问题更为明显。该公司在电脑用燃料电池中采用了在输入燃料之前用水稀释甲醇来控制渗透现象的装置,不过,在要求小型轻量的无源燃料电池中没有配置这种复杂的装置。因此,“我们对不会产生甲醇渗透现象的新材料进行了调整”(上野)。具体的材料组成等情况未予公布。触媒也没有公布,不过东芝表示“并未进行特别改进”,因此估计是铂类触媒。功率密度也未公布。 
  甲醇燃料箱是由某种热可塑树脂经过射出成形制成的。这种材料是一种具有抗甲醇特性的工程塑料,但没有公布材料名称。据悉,“价格不是特别高”。 

  反应会生成水,其中约1/3返回燃料电极,用于电极反应。剩余的部分则蒸发到大气中,比如100mW电池组每分钟会产生约0.001mL的水蒸汽。“为了在无源型燃料电池中,配置能够在不同的温度与湿度等环境中,使反应生成的水以固定的量稳定地返回燃料电极的系统,我们付出了艰苦的努力”(上野)。 

  东芝还公布了由外置燃料盒向燃料箱供应甲醇的基本方法。该公司为了能使这种燃料电池用于各种设备,采用了通用的外置方式。燃料盒的形状类似于化妆品,使用软质塑料制成,将燃料盒的注入口,压入燃料箱上设计的注入口,然后再用手指将软质容器挤破,甲醇就会注入到燃料箱中。 

  燃料盒与燃料箱的注入口设计了一个机械阀门,利用压入位置与力量的大小控制开关。注入甲醇时,先稍稍地压一下将注入口密封起来,然后再按一下,燃料箱上的阀门就会打开。紧接着使劲按下去,燃料盒的冷门就会打开,甲醇就会由高压燃料盒流入低压的燃料箱。注入结束后,拔出燃料盒时,首先是燃料盒的阀门关闭,然后是燃料箱关闭,最后密封垫脱落下来。据悉,通过采用这种方式,防止了燃料泄漏等问题。 

  此次开发的燃料电池系统为用于测试的样品,向公司内部提供了100台,目前正在进行现场试验,对其可靠性与寿命进行测试。与此同时,目前已经着手研究其是否符合IEC(国际电气标准会议)今年8月出台的安全标准草案。在2007年以后的实用化阶段,准备将其尺寸缩小到宽35×纵深110×厚20mm左右。为此,准备进一步提高燃料电池的功率密度。 

  对于该燃料电池的技术内容,东芝准备在由《日经电子》杂志社10月26日在WPC EXPO(地点:东京BigSight国际会展中心)召开的专题研讨会“便携电子设备用小型燃料电池的最新动向”上发表。

 

 
 [关键词]:东芝 无源 燃料电池  发表评论    【推荐】 【打印

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