甲醇燃料电池（发电装置）高技术产业化示范工程项目建议书.doc

延边州甲醇燃料电池（发电装置）高新技术产业化 示范工程项目 1.项目简介 1.1 项目背景 1.1.1 项目提出的背景 项目的产品甲醇电池(发电装置、DMFC)，是一种新型高效的燃料电池。燃料电池作为一种新型的能源利用方式将改变能源的供给结构。通过对绿色能源的充分开发和利用将会彻底改变现有的能源格局，并为我国的经济大幅度增长奠定坚实的能源基。在这一转变过程中，也将带动其他相关产业的发展。因此，新型便携式电源甲醇燃料电池(DMFC)的研制具有重大的经济效益和社会作用。 1.1.2 市场前景 甲醇燃料电池作为便携式电源对能源、环境和资源的综合开发利用有很大的促进作用。首先，甲醇燃料电池是一种直接将储存在燃料氧化剂中的化学能高效地转化电能的发电装置。这种装置的最大特点是由于反应过程不涉及到燃烧，因此其能量转换效率不受“卡诺循环”的限制，其能转换效率高达60％-一80％，际使用效率则是普通内燃机的2—3倍，使用前景非常广阔。其次，直接甲醇燃料电池与传统便携式电源相比还具有排气干净、噪音低、对环境污染小、可靠性及维修性好等优点，被认为是21世纪全新的高效、节能、环保的发电方式之一，广泛的应用将缓解由常规发电方式所造成的环境污染。再次，甲醇燃料电池的广泛使用有利于提高人民生活质量，加速改造和提升传统产业。如果DMFC能够产业化，根据我国2004年度的手机和笔记本电脑两项销售情况显示，如果有20％产品使用DMFC，市场就可高达150亿元人民币，还能创造30万个就业机会。考虑到今后手机和笔记本电脑的高速发展及无电地区民用、军用电源的使用，其经济效益和社会作用更会成倍增长。 目前我国国内甲醇产量逐年提高，从2000年的近200万吨增长到了2004年的约430万吨，其中最近3年增速更为迅猛。在不考虑焦炉煤气收集的情况下，我国的现有甲醇生产能力已出现过剩，大量甲醇原料的积压正在积极寻找可以深化利用的途径，这为甲醇燃料电池的产业化提供了燃料保证。 由于DMFC主要作为移动电源用于无电地区居民及边防海岛军事装备用电，其次用于笔记本电脑、手机、不间断电源、照相机等来代替二次电池，其客户群应该是使用这些商品的消费人群和部队,市场前景非常乐观。 1.1.3 项目建设的有利条件及必要性 本项目主要生产原料为贵金属催化剂、质子交换膜、碳纸、碳板，原料来源于国内，货源充足，运输方便，质量可靠。本项目年需要原材料贵金属催化剂1.45吨；质子交换膜14.5万平方米； 碳纸、碳板58万平方米,辅助材料可就近购入。 生产方法：采用清华大学研究甲醇燃料电池（发电装置）专利技术，包括：抗甲醇渗透质子交换膜的制备：本项目用带磺酸取代基的单体直接聚合制备质子交换膜，同时还可以通过与非磺酸取代单体共聚合，精确控制磺化度，获得兼具良好导电性和机械强度的芳杂环聚合物膜材料。 高效催化剂的制备：本项目用一种制备高分散碳载铂基催化剂的新技术。用水热方法制备高分散的Pt／C、Pt—Ru／C‘电催化剂，并通过电化学、XRD等方法对该催化剂进行表征。从催化剂的循环伏安曲线可以看出，与进口催化剂(Johnson Matthey，JM)相比，在相同条件下甲醇在自制催化剂上的电催化氧化电流密度要高出120mA／c㎡，催化剂H的吸脱附电流要比常规方法制备的催化剂大，说明该方法制备的催化剂具有较小的粒径和较大的比表面积，因此具有更多的活性位，表现出更高的催化活性，这一结果与XRD的结果相一致。 燃料电池堆的制备：用水和乙醇为溶剂，将250目过筛的活性碳(Vulcan×C-72，Cabot Corp．)聚四氟乙烯乳液(PTFE，Dupont)、电催化剂按一定比例混合喷涂在疏水碳纸(TGP-H-060，Toray)上制成气体扩散层后，将两片气体扩散电极与自制质子交换膜制得膜电极(MEA)三合一组件。燃料电池用极板均采用数控雕刻机对高强度石墨光板加工而成。 1.2 项目建设内容及规模 1.2.1 项目建设内容 设备选择国内先进设备,主要有: 序号 设备名称 单位 数量 单价 合计 产地 1 10吨热压机 台 2 20.00 40.00 山东 2 20吨平板硫化机 台 2 15.00 30.00 江苏 3 10吨组堆机 台 2 20.00 40.00 北京 4 数控精雕机 台 2 40.00 80.00 北京 5 数控丝网印刷机 台 2 50.00 100.00 北京 6 单电池测试平台 台 5 80.00 400.00 湖北 7 燃料电池堆测试平台 台 3 100.00 300.00 湖北 8 恒温恒湿箱 台 2 2.50 5.00 上海 9 燃料电池生产线 条 2 900.00 1，800.00 北京 10 电化学测试仪 台 3 60.00 180.00 上海 11 空压机 台