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韓國(guó)國(guó)內(nèi)研究小組成功開(kāi)發(fā)出了降低氫燃料電池核心部件制造成本的新技術(shù)。另外，將核心零部件的制造工藝完成簡(jiǎn)化，將開(kāi)啟量產(chǎn)之路。

韓國(guó)能源技術(shù)研究院9月2日表示，其成功開(kāi)發(fā)出了將氫燃料電池中的鉑金原料實(shí)現(xiàn)節(jié)約80%的新技術(shù)。

KIER鄭至英博士表示：“通過(guò)此次技術(shù)開(kāi)發(fā)，帶來(lái)了可降低氫燃料電池膜電極連接體（MEA）造價(jià)30%以上的新一代電極制造基礎(chǔ)技術(shù)。”另外，鄭博士表示：“通過(guò)電極直接涂層方式實(shí)現(xiàn)MEA的量產(chǎn)，也可以為韓國(guó)政府規(guī)劃的燃料電池普及率達(dá)成做出貢獻(xiàn)。”

鉑金MEA是實(shí)際進(jìn)行發(fā)電部分，占燃料電池材料成本的40%。研究組將白金使用量從0.5mg/平方厘米大幅減少到0.1mg/平方厘米。這比美國(guó)能源部提出的至2025年為止將用于車用氫燃料電池的鉑金原材料使用量的最低目標(biāo)值提前了4年時(shí)間。


燃料電池的電極由液體和固體混合而成。將氫離子傳遞到催化劑層內(nèi)部的離聚物與鉑金混合。在制造過(guò)程中，會(huì)出現(xiàn)離聚物凝結(jié)的現(xiàn)象，降低催化劑的性能。

研究組通過(guò)濕式電噴霧工藝，將電極表面的離聚物精密控制到2納米水平，使其變得薄而均勻。該電極垂直排列了白金催化劑、離聚物、電極，優(yōu)化了反應(yīng)所需的離子、電子、氧氣的移動(dòng)距離，提高了燃料電池性能。


現(xiàn)有的薄膜電極在降低離子含量的情況下，電極表面的催化劑含量會(huì)增加，親水性會(huì)提高。這樣就很難去除燃料電池運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)產(chǎn)生的水。與此相反，新開(kāi)發(fā)的技術(shù)控制了電極上涂層的離聚物的形態(tài)，形成了具有發(fā)性的電極。這樣可以很容易地去除發(fā)電時(shí)產(chǎn)生的水，提高燃料電池的運(yùn)行性能和耐久性。

在駕駛模式下，電極中產(chǎn)生的水會(huì)堵塞傳遞燃料的通道，導(dǎo)致燃料供應(yīng)不足現(xiàn)象。另外，電極中的水會(huì)腐蝕燃料電池，對(duì)耐久性也有負(fù)面影響。

另外，該技術(shù)采用電極直接涂層方式，工藝簡(jiǎn)單。不僅如此，研究小組預(yù)測(cè)，量產(chǎn)線也具有非常優(yōu)異的可擴(kuò)展性，現(xiàn)有的工序相較設(shè)備安裝費(fèi)用降至僅為一半，量產(chǎn)速度將提高2倍以上。

詳細(xì)說(shuō)明本次的全球最高水平的業(yè)內(nèi)研究結(jié)果于8月10日在發(fā)表在環(huán)境工學(xué)領(lǐng)域著名的國(guó)際學(xué)術(shù)雜志《Applied Catalysis B-Environmental》上。 

原標(biāo)題：KIER全球首發(fā)大幅降低氫燃料汽車電池材料成本的新技術(shù)