全球首辆甲醇燃料电池车问世 续航远超锂电池电动车

近日,Roland Gumpert推出了全球首辆甲醇燃料电池车——Gumpert Nathalie,其续航能力远超过目前的锂电池电动车,真正实现零排放。那Gumpert是如何解决当前甲醇燃料电池催化剂活性与稳定性较差的问题呢?

锂电池图片

据知情人士透露,Nathalie超跑搭载一个5千瓦的甲醇燃料电池,能为一台400千瓦(536马力)的电动发动机动提供15千瓦的连续电力,超500英里(805公里)的续航里程、“加油”时间只需要3分钟,百公里加速时间则只要2.5秒,最高速度可达300km/h,远超目前锂电池电动车。该车型原计划在2020年日内瓦车展上展出,但受疫情影响,日内瓦车展被取消,因此这款汽车的展示将被延迟。

从目前的锂离子电池市场来看,宁德时代率先开发出了比能量(质量能量密度)达304Wh/kg的动力电池样品,已实现了我国力争在2020年动力电池单体能量密度要达到300Wh/kg以上的目标。据悉,该款电池是以高镍三元材料为正极,以硅碳材料为负极的动力电池,但在成组后整个系统的能量密度大约为210Wh/kg,也就是说安装该款高镍电池的电动汽车的续航里程大约为500公里。

甲醇燃料电池图片

对于甲醇燃料电池805公里的续航里程来说,高镍电池的500公里就显得非常少,那为什么目前的电池市场还是动力锂电池占主流呢?

相对于铅酸电池来说,锂离子电池的比能量密度和电压平台更高,循环性能更好,且无记忆效应,绿色环保,无污染,是目前最有潜力的电动汽车动力电池之一。

甲醇燃料电池属于质子交换膜燃料电池(PEMFC)中的一类,直接使用甲醇水溶液或蒸汽甲醇为燃料供给来源,优点包括体积小巧,燃料使用便利,洁净环保,理论能量比高等,但是能量转化率低,性能衰减快,且成本高。而造成甲醇燃料电池能量转化率低和成本高的主要原因是催化剂的问题。

为了提高甲醇燃料电池催化剂的活性与化学稳定性,Gumpert很有可能是采用不同结构的铂及铂基纳米催化剂,如空心铂钯合金、铂镍合金等,但这些材料的制备方法工序较复杂、反应周期较长。

另外,有研究者已设计出来了Pt/WO3/C催化剂,能明显延长甲醇燃料电池的寿命,因为三氧化钨具有较强的耐腐蚀性,而且与Pt的协同催化作用,能提高该电池的转化率。

黄色氧化钨图片

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