水合肼還有其他優點,就是可利用現有的流通基礎設施。水合肼在常溫下為液體,高濃度時在日本為《消防法》規定的“第4類危險品”中的“第3石油類”

水合肼還有其他優點,就是可利用現有的流通基礎設施。水合肼在常溫下為液體,高濃度時在日本為《消防法》規定的“第4類危險品”中的“第3石油類”。與第1石油類的汽油及第2石油類的煤油和柴油相比,易燃性要低。實際上,水合肼作為燃料電池車的燃料使用時,濃度較低,安全性也高。但是需要政府允許并放寬規定。田中看中的是,“水合肼為液體,因此可利用現有的加油站設備和技術經驗。采用起來方便”。目標是在現有的基礎設施流通

如果是以往的燃料電池,氫流通基礎設施的建設就成了瓶頸。由于是首次作為商用燃料在日本全面流通,因此幾乎全部設備都需要新投資。且因氫的易燃性高,還需要切實確保安全性。

而水合肼,包括相關法規的制定等在內,如果能實現流通,可降低基礎設施投資成本。

以氫為燃料時,還需要使用高壓壓縮以及安全運輸氫的燃料罐。要想在確保強度的同時減輕重量,需大量采用高價的碳纖維,在燃料電池車整體成本中所占的比例也很高。而水合肼使用塑料容器即可。

使用水合肼還能提高發電性能。因為與以往的燃料電池相比,熱損失較少。水合肼把能量轉換成電氣的“理論電動勢率”為氫的約1.3倍。如果能高效發電,單元數量可較以往的燃料電池減少3成。

但田中也坦言道,“目前還未能充分提高發電效率”。作為解決對策之一,田中舉出了“調整電解質膜的材料,使之僅能高效通過水氧化產生的離子”的方法。在燃料電池中,空氣極和燃料極之間會產生“電位”差,電子會因此而移動,產生電流。但現在有燃料會從膜中滲出的現象,導致電位差縮小,是未能充分發揮發電效率的原因。

此外還將改善催化劑等,解決存在的課題,“希望產品化時間不會晚于2015年開始上市產品的其他公司”,田中躍躍欲試。

可裝在手提包中提走

像片狀口香糖那樣加工成薄片型的燃料也已經面世。羅姆開發出了可放在手掌上的燃料電池。該燃料電池是與開發小型燃料電池的Aquafairy(京都市)和京都大學教授平尾一之共同開發的。

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這種電池的燃料其實是“氫化鈣”。因遇水后會產生氫,因此命名為“固體氫源”。制成薄板型時,重量約為5g。滴下5~6cc的水會產生4.5~5L的氫。羅姆完全可以用來為智能手機充電的PEFC,僅重約90g。利用基于塑料的成型技術,對電極和電解質膜等進行了一體化組裝。未使用容積大且重的陶瓷零部件以及金屬螺栓和螺母類。

Aquafairy開發的氫化鈣燃料“固體氫源”。還可以加工成星形和心形等多種形狀

羅姆的小型燃料電池

安裝上裝有氫化鈣燃料的氣瓶使用。輸出功率為200W。除了室外用途外,羅姆還打算將其用作應急電源和野外調查用電源等

羅姆研究開發本部副本部長神澤公介紹說,“這一產品使女性也能將原來易燃,且有爆炸可能的氫,放入包中攜帶”。還能為便攜卡式爐用氣瓶那樣的容器充氫。

羅姆輸出功率提高到200W型的產品也在開發之中。并將開拓使用柴油等的小型柴油發電機的替代用途。安裝上充滿固體氫源的氣瓶,一按按鈕就能啟動。該公司還打算以這種便利性為賣點。

該燃料電池無需使用耐高壓的燃料罐。只要采用不會接觸水和濕氣的包裝,預計品質可保證20年。在大量使用氫的情況下,固體氫源與向耐壓氣瓶中充氫時相比,重量在七分之一以下,體積不到三分之一。

高輸出型燃料電池的開發是NEDO(新能源產業技術綜合開發機構)實證業務的一環。如果商品化和量產取得進展,還能降低系統價格。因燃料容易儲藏和運輸,建設運輸基礎設施的成本也會降低。

除了露營等野外用途,這種電池還有望作為發生災害時的電源等使用。神澤副本部長表示,“在東日本大地震中,很多地區都停電了。我們在災區反復進行了訪問調查,希望該產品能滿足醫療機構和避難所的需求”。雖然很多醫院和公共設施都有自己的發電機,但液體化石燃料儲存5年左右就會劣化。有些情況應該更適合使用能長時間保證品質的固體氫源。

運用需制定法規和標準

氫化鈣的利用也需要政府的允許并放寬規定。為確保安全性、品質和可靠性,還需要實現標準化等。羅姆為制定標準,也參加了IEC(國際電工委員會)的討論。

在NEDO于2010年匯總的燃料電池開發藍圖中,除了開始銷售燃料電池車外,還將2015年定位為家庭和辦公室用定置型燃料電池的全面普及年。除此之外,還在開發用氨等代替氫的技術。

要想在全球廣泛利用能降低環境負荷的燃料電池,尚需建立可利用多種燃料的體制。

[責任編輯:中國電池網]

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