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    5月8日，中科院長春應(yīng)用化學(xué)研究所承擔(dān)的國家“863計劃”課題——“直接甲醇燃料電池技術(shù)”和“直接甲酸燃料電池”通過科技部組織的專家驗收。驗收組專家、科技部高技術(shù)中心能源處處長陳碩翼、長春應(yīng)化所所長助理周光遠以及課題負責(zé)人和課題組成員參加了驗收會議。

    直接甲醇燃料電池（DMFC）是一種將化學(xué)能連續(xù)不斷地轉(zhuǎn)化為電能的可再生清潔能源，具有能量轉(zhuǎn)化效率高、運行安全方便、發(fā)電時間持久等優(yōu)點，特別適合作為筆記本電腦、電動自行車等便攜式中小型化電源或充電電源使用，自20世紀60年代初問世以來，迅速發(fā)展成為國際高新技術(shù)競爭中的重要熱點之一。中科院長春應(yīng)化所早在20世紀90年代初就在國內(nèi)率先開展了直接醇類燃料電池的研究，在電催化劑、電極反應(yīng)過程、質(zhì)子交換膜材料基礎(chǔ)及改性、催化電極和催化電極/質(zhì)子交換膜復(fù)合體、整機集成等方面進行了系統(tǒng)探索，并在“十五”初期研制出國內(nèi)首臺百瓦級DMFC電池堆，研制成功中國首臺DMFC電動自行車。

    2007年5月，長春應(yīng)化所與中科院大連化物所、南京師范大學(xué)獲得國家“863計劃”課題“直接甲醇燃料電池技術(shù)”的支持。經(jīng)過3年的攻關(guān)，研究改進了催化劑的制備方法，優(yōu)化了電極及MEA制備工藝，研究了不同流場及電池結(jié)構(gòu)對電池性能的影響，突破了催化劑制備及性能、電極及膜電極集合體制備工藝、電池結(jié)構(gòu)改進等技術(shù)關(guān)鍵，組裝了小型自呼吸式和中型主動式DMFC樣機，進行了電動自行車、手機及筆記本電腦電源的演示應(yīng)用；與“十五”期間相比，有如下突破：采用空氣替代純氧氣做氧化劑；實現(xiàn)純甲醇進料，大幅提高系統(tǒng)比能量；電堆體積比功率增大5倍；尾氣得到有效處理，甲醇含量僅3.55×10^-4mol/L。電堆最大功率375W，運行2050小時后，性能衰減13.27%，能量轉(zhuǎn)化效率43.85%；80℃工作時，單電池最大功率密度達到205mW/cm²。課題實施期間共申報國家發(fā)明專利11項，發(fā)表SCI論文41篇。

    該成果的取得為直接甲醇燃料電池實用化和產(chǎn)業(yè)化奠定了重要基礎(chǔ)。

    直接液體燃料電池以其燃料來源廣、能量轉(zhuǎn)化率高、低污染、儲存和運輸方便等優(yōu)點，以及可應(yīng)用于便攜式電源、電動機車和野外電站等領(lǐng)域，得到世界范圍的關(guān)注和重視。甲酸是較好的甲醇替代燃料，直接甲酸燃料電池（DFAFC）與直接甲醇燃料電池（DMFC）相比，具有無毒、不易燃、儲運方便、安全性較好和電化學(xué)活性、能量密度、質(zhì)子導(dǎo)電更高等優(yōu)點。

    中科院長春應(yīng)化所與中科院大連化物所、南京師范大學(xué)在國家“863計劃”課題的支持下，于2007年12月共同開展了“直接甲酸燃料電池”的課題攻關(guān)。選擇Pd基催化劑作為主要研究對象，同時兼顧Pt基催化劑，在技術(shù)上通過多種方法、控制實驗條件來制備催化劑，并研究了控制催化劑的粒徑及分散性的方法，探索了催化劑的設(shè)計及活性的影響因素，優(yōu)化了碳紙、擴散層、電極的制備工藝，制備自主呼吸型DFAFC樣機在室溫下功率為3.75W、功率密度達38mW/cm2；主動式DFAFC樣機功率為45W、功率密度達150mw/cm²。課題實施期間申報國家發(fā)明專利6項，發(fā)表論文29篇。完成了合同書中規(guī)定的任務(wù)，達到了課題目標及主要考核技術(shù)指標，專家組一致同意該課題通過驗收。

    該課題通過系統(tǒng)研究直接甲酸燃料電池的催化劑、雙極板等關(guān)鍵材料和器件，并組裝電池，為低成本、高比功率直接甲酸燃料電池的發(fā)展奠定了良好的基礎(chǔ)。