以粉狀鈉硼氫化鈉為燃料的電池汽車制氫系統(tǒng)水解率提高

硼氫化鈉（NaBH 4）由于其較高的能量密度，因此其對(duì)于燃料電池電動(dòng)汽車和燃料電池混合動(dòng)力汽車是一種很具吸引力的燃料。提出并構(gòu)建了一種高密度氫生成系統(tǒng)，該系統(tǒng)通過(guò)粉狀鈉硼氫化鈉的水解產(chǎn)生大量氫。然而，該系統(tǒng)在最開始運(yùn)行時(shí)（尤其是低溫情況下），氫生成率較低，導(dǎo)致無(wú)法進(jìn)行長(zhǎng)時(shí)間駕駛測(cè)試。

為解決這個(gè)問(wèn)題，在系統(tǒng)開始運(yùn)行時(shí)，添加了一種酸性溶液催化劑，相比于使用常規(guī)鎳催化劑，該催化劑使氫生成速率增加了25倍。研究證實(shí)，使用這樣一個(gè)快速氫生成系統(tǒng)，對(duì)于一個(gè)100W燃料電池的發(fā)電特性影響不大，同時(shí)對(duì)一個(gè)由粉狀鈉硼氫化鈉為燃料的燃料電池汽車進(jìn)行了成功駕駛測(cè)試。

研究中使用所提出的冷起動(dòng)系統(tǒng)進(jìn)行了2個(gè)測(cè)試：①測(cè)定了氫生成量和鈉硼氫化鈉溶液的溫度；②測(cè)定了一個(gè)100W燃料電池從最開始反應(yīng)到發(fā)電的時(shí)間及發(fā)電特性。

在第一個(gè)測(cè)試中，在常規(guī)鎳催化劑催化產(chǎn)生氫之前，冷起動(dòng)系統(tǒng)能夠在250s內(nèi)產(chǎn)生約100L氫，同時(shí)在20min的運(yùn)行時(shí)間內(nèi)，可節(jié)約33W·h的電能。在第二個(gè)測(cè)試中，將冷起動(dòng)系統(tǒng)應(yīng)用于一個(gè)原型制氫系統(tǒng)，通過(guò)使用冷起動(dòng)系統(tǒng)，不需要加熱器，燃料電池的發(fā)電時(shí)間可縮短為原來(lái)常規(guī)方法的1/3，同時(shí)節(jié)約10.2W·h的電能，其最大發(fā)電量為108W，這表明冷起動(dòng)系統(tǒng)有足夠的發(fā)電特性。此外，研究還證實(shí)100W燃料電池沒(méi)有出現(xiàn)短期降解現(xiàn)象。對(duì)一個(gè)以粉狀鈉硼氫化鈉為燃料的燃料電池汽車進(jìn)行了駕駛測(cè)試。

刊名：Industry Applications, IEEE Transactions on（英）

刊期：2014年第4期

作者：Keisuke Tomoda et al

編譯：王迪