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甲醇和燃料电池

国际新能源网  来源:中国氢能源网  日期:2018-05-31
  fuel cell today发布甲醇燃料电池(FC)关系分析。甲醇不仅可以刺激直接甲醇燃料电池装置(DMFC)的发展,而且还可以作为日渐流行的质子交换膜燃料电池系统(PEMFC)的燃料。
 
  甲醇是一种方便的液体燃料,其使用和运输都是十分方便的,本身没有压缩气体燃料的诸多限制。甲醇是一种简单易得能大批量生产的商品,并且其单位能源成本与汽油和柴油相比毫不逊色。甲醇燃料十分稳定、挥发性较低,在一定温度范围内仍能保持液体状态,适合FC的所有操作条件。
 
  甲醇能够以内部重整或外部重整两种方式应用于燃料电池。DMFC在其阳极使用特殊的催化剂,通过内部重整方式可以直接将甲醇转变为氢,但这并不适用于小型系统。DMFC多用作叉车(Oorja Protonics)和房车(SFC Energy公司的EFOY)的充电蓄电池。大型PEMFC装置的经济效益更高,但是这些装置需要使用氢作为燃料,所以必须在装置外部进行甲醇重整制氢。甲醇燃料的另一优势是其十分适合这种反应过程,不需要提前净化处理。
 
  PEMFC系统制造商目前都已经认清了甲醇燃料这些优势。在2012汉诺威氢和燃料电池团体展览会上,丹麦制造商Serenergy展示了一系列整合了燃料重整装置的高温PEMFC系统,这些系统均使用甲醇作为燃料。在Serenergy公司展示的装置之中,EcoMotion环境养护车就是使用甲醇重整制氢来取代传统柴油或汽油的设备,由此能产生极大的环境效益。
 
  甲醇还可以作为应用于离网电源、电网补充能源以及电信行业的备用电源装置的FC的燃料。边远地区的FC系统依赖于外运氢燃料。美国FC供应商IdaTech在2010年推出的产品中介绍了甲醇燃料替代方案。ElectraGen ME系统可以使用HydroPlus燃料(水和甲醇的混合物)为电信行业提供备用电源。甲醇替代瓶装氢气意味着单次运输可以为系统提供更多的燃料,即较少的运输可以维持更长的系统运行时间。IdaTech表示使用59加仑的HydroPlus燃料可以连续运行40小时,输出功率为5 kW。ReliOn公司打算为其产品提供甲醇燃料运输,并与Hy9公司展开合作,研发可以整合甲醇燃料的装置。
 
  然而并不是所有影响都是有利的,使用甲醇作为燃料的系统会产生二氧化碳,这是装置没有在汽车领域广为使用的原因之一。甲醇使用合成气体(一氧化碳和氢)制造,因此可以使用任何会产生合成气的原料进行生产,包括生物质、第二代生物燃料以及废物。另一种选择是使用二氧化碳捕集设施为甲醇生产提供碳,这种想法已经得到试验(使用电解槽制氢)。同样也有研究使用甲烷和水制造甲醇和氢,如果使用生物甲烷气,那么制得的燃料就是无碳的。
 
  上述例子都证明了甲醇可以用于FC制造高效能源。然而与目前使用的大多数氢燃料一样,甲醇燃料的制造也要依赖于化石燃料,但是在未来这两种燃料都会实现无碳化。增加FC装置的燃料选择会提升其多样性和灵活性,使其成为真正的低碳能源解决方案。
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