日車(chē)企致力減少鉑催化劑用量 降燃料電池車(chē)成本
日期：2024-11-25 09:55:26 作者：宏力精密鋼管 閱讀數(shù)：508據(jù)日本媒體報(bào)道，日本車(chē)企將在未來(lái)加快技術(shù)攻關(guān)，減少鉑作為催化劑的用量。此前，豐田和本田宣布將于2015年開(kāi)始銷(xiāo)售降低了成本的燃料電池車(chē)(FCV)，但其價(jià)格仍然難以走進(jìn)普通車(chē)的行列。
FCV低成本化的最后難關(guān)，是減少燃料電池催化劑中使用的鉑(Pt)用量。豐田技術(shù)統(tǒng)括部新車(chē)推進(jìn)組主任兼擔(dān)當(dāng)部長(zhǎng)折橋信行表示，為實(shí)現(xiàn)FCV的大眾化而進(jìn)一步降低成本時(shí)，“面臨的最后一道難關(guān)就是削減鉑的使用量”。對(duì)FCV而言，“必須減少鉑用量，最好徹底不用”，削減鉑用量的課題無(wú)法回避。
據(jù)折橋信行介紹，該公司為了降低FCV的成本，打算重點(diǎn)采取以下五項(xiàng)措施：一是簡(jiǎn)化或停用某些部件;二是使用量產(chǎn)部件;三是簡(jiǎn)化部件構(gòu)造;四是削減材料費(fèi);五是改善制造方法。
其中，削減FCV燃料電池的鉑用量屬于其中第4項(xiàng)。豐田在預(yù)定2015年上市的FCV上也以這五項(xiàng)措施為中心降低了成本，燃料電池系統(tǒng)的成本降到該公司2008年推出的FCV“FCHV-adv”的5%以下。
削減鉑的用量之所以重要，是因?yàn)殂K是一種昂貴的材料。2008年的一份調(diào)查報(bào)告顯示，輸出功率為80千瓦的小型車(chē)每輛使用鉑32克，150千瓦的中型車(chē)使用60克，250千瓦的大型車(chē)使用150克。即使每輛車(chē)按50克計(jì)算，鉑的原料費(fèi)就高達(dá)24萬(wàn)日元以上。因此，要想大幅降低FCV的成本，必須削減鉑用量。
FCV屬于電動(dòng)汽車(chē)，通過(guò)配備燃料電池，可以一邊發(fā)電一邊行駛。馬達(dá)、電池、逆變器等能與電動(dòng)汽車(chē)和混合動(dòng)力車(chē)通用的部件很多。目前FCV的主流是配備固體高分子型燃料電池(PEFC)，以燃料罐中填充的氫為燃料發(fā)電。
PEFC的電解質(zhì)使用的是具備離子導(dǎo)電性的高分子膜，用燃料極和空氣極夾住電解質(zhì)構(gòu)成電池單元(單電池)。發(fā)電原理是，供應(yīng)給燃料極的氫氣(H2)分解成氫離子(H+)和電子，氫離子移動(dòng)到電解質(zhì)中，在空氣極與氧氣和電子發(fā)生反應(yīng)生成水。此時(shí)，電子通過(guò)外部電路從燃料極移動(dòng)到空氣極從而產(chǎn)生電流。鉑催化劑的作用就是促進(jìn)這一系列反應(yīng)，在反應(yīng)速度慢的空氣極的用量尤其多。
削減鉑用量的方法之一是改善催化劑的耐久性。耐久性提高，就能防止劣化，從而減少鉑的用量。PEFC的催化劑一般采用在碳載體上吸附鉑的材料。因此，要想提高催化劑的耐久性，需要分別提高鉑和碳載體的耐久性。
此外，通過(guò)改進(jìn)催化劑的構(gòu)造來(lái)減少鉑用量的研究也在進(jìn)行中，其中之一是“核殼催化劑”。這種催化劑的表面由鉑微粒構(gòu)成，中心部分由其他材料的微粒構(gòu)成，通過(guò)將部分材料換成其他材料來(lái)減少鉑用量。