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博狗体育开户:“两板三场”创新

时间:2020/5/20 19:12:41  作者:  来源:  浏览:0  评论:0
内容摘要:双极板是燃料电池的核心部件之一。经过15年的研发,上海交通大学研发团队与上汽集团、鑫源动力、上海智振等企业合作开发了具有自主知识产权的金属双极板。这种“两板三场”结构设计的双极板在世界上尚属首例,其性能指标已达到国际先进水平。串联叠加形成的车辆电堆功率为115千瓦,处于国际“领先...
双极板是燃料电池的核心部件之一。经过15年的研发,上海交通大学研发团队与上汽集团、鑫源动力、上海智振等企业合作开发了具有自主知识产权的金属双极板。这种“两板三场”结构设计的双极板在世界上尚属首例,其性能指标已达到国际先进水平。串联叠加形成的车辆电堆功率为115千瓦,处于国际“领先”地位,实现了燃料电池车全功率驱动。
大学突破关键核心技术的秘诀是什么?上海交通大学机械与动力工程学院赖新民教授是第一个完成该项目的人,他认为主要有两点:基础研究的创新政策来源和产业界合作的工程实践。
日本和欧洲企业开发的金属两极极板均采用“三极板三场”的结构设计,即阳极极板、隔板和阴极极板将氢气场、氧气场和冷却剂流场分开。我们是否可以简化这个结构,去掉隔板,改为“二板三字段”?在研发的早期阶段,交大团队就提出了这个原创的想法。“这三个盘子由更多的材料制成,这不仅增加了成本,而且重量也很重,会影响燃料电池的功率密度。”新民说。
为了实现“两个板块和三个字段”的概念,交通大学团队进行基础研究多年并提出一些原始理论如“layer-over-layer设计”,使氢气和氧气等气体自动交叉流场后进入入口公共管道的分布面积,从而消除中间分区。经过三代12双极板的研发,“双极板三场”结构不断完善,并得到了工程的充分验证。目前,上海研双极板厚度小于1mm,功率密度超过3kw/l,达到国际领先水平。
在材料方面,交通大学的技术路线也有所不同。日本和欧洲的企业已经用钛合金代替了传统的石墨,而中国缺乏钛,因此交大团队制定了“不锈钢+复合涂层”的方案。经过多年的探索,他们发明了钛、铬、氮、碳等多种成分的复合镀层,最多可达20至30层,每一层的工艺是不同的。
在原有研究的基础上,交大团队自2009年开始与上汽集团和鑫源动力合作,连续开展了5期燃料电池技术研究项目。2015年,上汽集团推出了第一辆国产双极板燃料电池汽车。目前,产学研合作团队已获得中国专利37项,申请专利5项,编制国家标准13项。

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