燃料电池
日本燃料电池最新动态（连载二）
2019/10/16 12:04:49
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6、电动车（EV）和燃料电池车（FCV）的前沿动态
（1）住友化学工业有限公司
住友公司将集中力量扩大锂电池和燃料电池（FC）原材料的生产规模。其中FC的电解质膜已在生产之中，试验用的示范运行汽车也在制造之中。FC的材料都是由无氟材料（non-flluoro-materials）制成的。制造FCV的目的是用来进行性能评估和为前期的商品化作准备。一辆时速50km/h的FCV将会用来进行测试。
（2）丰田汽车有限公司和戴姆勒公司
据2010年5月25日的金融时报报道，德国戴姆勒公司正计划与日本丰田公司在FCV开发技术方面进行广泛的合作。两家公司正在合作进行FCV的开发，但进一步的研发需要投入更多的资金。采访中，戴姆勒公司发言人表示他们希望共同承担研发费用，此外，他也没有否认成立合资公司的可能性。戴姆勒的公关部表示，他们已经同多家公司进行商谈，丰田公司是其中之一。戴姆勒公司曾在四月中旬宣布，它将与日产汽车有限公司和法国雷诺汽车公司在商业和投资领域展开合作，三家公司将共同研发ＥＶ和环保型小型汽车。而丰田公司发表声明称“还没做出任何决定”。
（3）日产汽车有限公司
2010年5月26日，日产公司董事长卡洛斯·戈恩在其位于美国的Smarna工厂召开的新闻发布会上表示“FCV是下一代零排放汽车”。他申明日产公司正在加强FCV的研发，并将关注今后EV的发展。谈到丰田公司已经和美国特斯拉汽车公司（Tesla）展开合作，且丰田已进入EV市场时，卡洛斯表示“这在意料之中”，且日产会以合理的价格出售EV。他断言，与Tesla公司的每辆EV450万日元（约50万美元）的售价相比，日产公司300万日元的EV—LEAF更具优势。但卡洛斯没有明确说明日产公司EV业务的日程表。
2010年6月11日，日产公司研制的5辆“LEAF”电动车在横须贺市的测试道路上作示范运行并向公众开放，该车型将于12月发售。这种电动车上有一个声波信号装置，可以让行人知道行驶过来的车辆。日产公司将把必备的电池充电设备与移动电话终端一同发布。日产还声称有一家生产锂电池（名为“汽车电源”）的公司正计划扩大生产量。这家公司的生产量到十一月会增加36000套，使产量达到90000套。增加的产量将提供给雷诺公司。
（4）应用能源技术研究院
位于宇都宫市的应用能源研究院即将展示电动车（EV）快速充电系统。这种系统利用太阳能电池和燃料电池（FC）获得电能并储存起来，然后同时为多辆电动车充电。它只要五分钟的时间就可以为电池充满80%的电，包括大型客车和普通汽车在内的大约10种不同的EV都可以使用这种系统。该研究院正在积极向汽车制造商和能源公司推广这种系统。
（5）丰田汽车有限公司和特斯拉汽车公司（Tesla）
2010年6月11日，这两家公司在关于合作研发的会议中确定将开发一辆试验汽车，这辆车会使用特斯拉的系统和丰田的传统车体。汽车的行驶性能最早会在今年进行测试。
（6）三菱汽车有限公司
在2012财政年度，三菱公司会将电动车的价格降低30%，真正实现包括补贴在内200万日元的价格。该公司在2009年7月以459.9万日元的价格售出商业用燃料电池汽车（FCV），从2010年4月开始，FCV的价格下降了约620000日元，因此如果加上政府补贴，价格将会下降至284万日元。FCV最大的成本是锂离子电池，三菱公司在四月份有一个新工厂开始运作。这会使FCV的年产量增加至70000辆。由于大规模生产，燃料电池的价格可以从250万日元降至100万日元。
7.氢气生产与提纯的技术发展和商业化
（1）艺达思（IDEX）有限公司
2010年6月2日，Shin-IDEX Kosan公司和福冈市签署了在生态城建造工厂的协议，它将建一座利用木屑制造氢气的商业化工厂。设备总成本约为21亿日元，IDEX公司计划在2012年春季使工厂开始运营。据该公司介绍，这座工厂每天能将15吨的建筑垃圾或木材加工废料中的木材热分解并提取7200立方米的纯氢气。
（2）国家材料科学研究所
位于筑波市的国家材料科学研究所发现了一种被称为银磷酸盐的光催化材料，能催发人工光合作用，并使其像普通植物一样高效。一般的光催化材料，比如二氧化钛，只能在紫外线的条件下促进反应，而且效率很低。而使用银磷酸盐，可以使反应在波长420纳米的可见光条件下发生，效率高达90%。一般认为植物光合作用的效率约为93%。光合作用在产生氢气的同时还会产生氧气，如果这两个反应能够结合在一起，这种新材料就可以真正得到应用，例如利用太阳光来制氢。
8.氢气运输与存储的技术发展和商业化
一家名为伊利卡（Ilica）的英国技术公司开始销售一种最近两三年自主研发的新型储氢合金。Ilica已经和日本及台湾的相关公司合作共同大规模生产这种材料。迄今为止，该公司的主要精力集中在研发上，但今后将会在日本开展销售业务。Ilica公司正在进行的项目是FC催化剂和高产量过程等技术的研发。新材料的开发可以在短时间内完成，与传统开发过程相比只需要十分之一到百分之一的时间。
9.碱性燃料电池（AFC）电解质膜
位于顺南市的德山公司将建造一条电解质膜的试验生产线。这条生产线的年产能力为1000m3，这些膜都属于阴离子型，不需要铂和其他贵金属，还可以用于直接甲醇燃料电池。对阴离子型的电解质膜来说，它的一个特点就是可以使用镍一类的金属。碱性燃料电池（AFC）的最大功率输出为465mW/cm2，基于德山公司在汽水行业的阴离子交换膜技术，该公司想实现膜的低价销售。该公司目前使用电解质膜的主要产品是应急电源，以后将会有可能用在汽车上。该公司目前最主要的业务增长依靠的是多晶硅，今后燃料电池业务也会变得很重要。通过积累实验数据，该公司正同电源制造商合作开发电解质膜。
10.直接乙醇燃料电池（DEFC）的发展
位于岐阜市的Konting Eye公司开发出了燃用生物乙醇的DEFC系统。2010年8月，一套输出功率为1kW的DEFC在滋贺县的一座模型住宅里进行试验运行。在燃料电池中，当乙醇和水（1:9）发生反应时，会释放出电子和氢离子，电极上积累的中间产物会导致输出功率下降。因而，如果中间物质被催化剂分解则能提高燃料电池的功率效率。Konting Eye公司拥有利用干草和废纸等物生产生物乙醇的技术，这样就解决了原料供应的难题。今后，该公司将改进电解质膜以及乙醇提纯的优化技术，并且会把输出功率提高到3kW，这对耗电高峰期来说是非常必要的。这些技术将会被出让给一家机器贸易公司—Idaka有限公司，这家公司将会进行产品的设计、开发和销售。一套DEFC的价格估计为200万日元。生产出的第一批DEFC将被安装在150套正在建造的住宅中，这些住宅是Nishimura Kensetsu有限公司在滋贺县建造的生物燃料电池（Bio-FC）住宅。另外，此地还将建一座利用Konting Eye公司的技术来生产生物乙醇的制造厂，造价约为200万日元。
11.生物燃料电池（bio-FC）的发展
（1）东京大学
桥本教授和他的研究小组成功地实现了通过给细菌喂食铁离子来发电。与不给细菌喂食铁离子这种情况相比，前者能产生几百倍的电流。细菌吃掉食物后能产生矿物质（生物矿化）。Schewanella补充说，矿物质能形成铁离子，进而电化电池中能具备硫代硫酸盐。桥本教授的研究小组一直在进行显微镜观察和电流测量。在实验中，加入细菌五小时以后能观察到电流的产生和硫化铁的析出物。而如果重复加入乳酸菌，就能在80小时之后观察到最大为120mA的电流。bio-FC在能量转换效率上比不上其他的FC。桥本教授研究小组的目标就是提高阳极的效率，也就是将电子高效地运送到阳极。
（2）东京农工大学
东京农工大学的大野教授成功地在室温下从生物麸（例如小麦）中提取出了细胞膜质。整个提取过程只需要几个小时，而且如果加热到50℃就只要大约30分钟。由于加热不是必须过程，所以细胞膜质的获取可以在低成本和低能耗下实现。这项技术可用于燃用生物质的燃料电池。大野教授考查了合成离子液体和人工合成的1-乙基-3-甲基咪唑亚磷酸盐，其中离子液体中掺混了麸皮。在实验中，在使用更明确的解决方案和添加乙醇之后，生物膜质就能沉淀出来了。离子液体和乙醇经过蒸馏之后可以重复使用。
12.零部件和附件的开发和销售
（1）菊池制作所
位于八王子市的菊池制作所开发出了一种适用于FC的微型泵，它的价格只有几百日元，是市面上最新同类产品的价格的四分之一。这种泵是由多层不锈钢箔制成的，它所耗费的材料比硅制微型泵少十分之一。
（2）教信技术公司
位于门真市的教信技术公司开发出了一种针对燃料电池和太阳能电池的管道刷（可用来清理微型元件），这种产品的独特之处在于使用了由丙烯酸树脂制成的新型光纤。这种光纤是由“COREBRID B”的三菱丽阳开发的，是一种直径只有0.03mm的超细光纤。与直径为0.05~0.08的超细光纤相比，这种光纤能进入超细狭缝及类似的地方，它能阻碍静电的形成，进而使狭缝得到清理。
（3）太阳不锈钢弹簧公司
位于东京都的太阳不锈钢弹簧公司将要开始新的业务，它会充分利用它的加工技术并根据用户的规格要求为用户提供隔板。该公司已经开发出了用于分析和校对的薄隔板。公司将集中精力拓展新业务。新开发的用于测试和研发的薄隔板是用线切割工艺加工制得的，厚度只有0.2~1.0mm。与传统的薄隔板生产加工相比，之前的优点得到保留，生产率却有所提高。
