日本吉坤日矿日石能源的新一代家用燃料电池效率高达87%

　　日本吉坤日矿日石能源公司在6月1日～3日于北京国际会议中心举行的2011中日绿博会上，展示了利用氢能和分散型电源的低碳型能源网络系统（已在日本北九州氢能城镇试验运行），及由“能源使用之家”变成“能源创造之家”的ENEOS创能住宅。

　　创能住宅包括由太阳能发电和家用燃料电池ENE·FARM组合发电系统，及太阳能热水系统、高效燃油热水器、高效燃气热水器、蓄电池、家庭能源管理系统（HEMS）、电热地暖等。

　　据吉坤日矿日石能源的展台工作人员介绍，新开发的SOFC（固体氧化物型家用燃料电池）ENE·FARM，用液化气（或天然气）与水在电池内的重整反应器生成氢，然后与空气中的氧气在燃料电池堆内进行化学反应，产生直流电，通过功率调节器（逆变器），提供家用交流电；另外，回收发电时产生的热能，通过热交换器，为90升的家用贮水槽提供非饮用生活热水。该系统还可抑制二氧化碳的排放量。

　　与以往燃烧化石燃料的能源系统相比，SOFC型ENE·FARM的能源效率最高可达87%。其中发电部分45%，供应热水部分42%。额定输出功率为700W。

　　这次展示的SOFC型ENE·FARM家用燃料电池采用陶瓷层内芯，价格约270万日元（约20万元人民币），用户可得到105万日元的补助，将于2011年10月在日本上市。10年内，燃料电池系统有问题可免费更换故障单元。

　　从2009年起，日本家庭中已经安装了1万台PEFC（固体高分子型家用燃料电池）ENE·FARM系统。据用户反映，实际能源效率在60-70%。

　　由于家用燃料电池ENE·FARM在启动时，需用国家电网提供的电力。因此，在经历日本3·11大地震与核泄漏事故后，吉坤日矿日石能源正在研究下一代产品，使其在灾害发生时能独立供电启动。

　　另外一项需改进之处是减小体积。据笔者现场目测，整套SOFC型家用燃料电池系统ENE·FARM宽1m、厚0.5m、高1.5m。

　　对于今后把这套系统引进中国市场，工作人员表示，20万元人民币的价格太高了，需进一步降低；另外，中日两国的液化气或天然气的纯度不一样，日本的纯度很高，因此，应用于中国市场的产品要调整到适于中国的纯度。

　　美国研究所开发出无铂的燃料电池电极，可大幅降低成本

　　美国国立研究所之一的洛斯阿拉莫斯国家实验室（LANL）宣布，该研究所的研究人员于2011年4月22日开发出了不使用铂（Pt）的固体高分子型燃料电池(PEFC)用催化剂。由此有可能大幅降低PEFC的材料成本。有关开发详情的论文已发表在学术杂志《Science》上。

　　此次，LANL研究人员开发出的是PEFC正极（阴极）用催化剂。以前采用的是铂类催化剂，而此次未采用铂，开发出了由碳（C）、铁（Fe）及钴（Co）构成的催化剂。与采用贵金属作为催化剂的PEFC相比，不但在输出电流、效率及充放电耐性上毫不逊色。而且还具有基本不产生反应副产物——过氧化氢的优点。过氧化氢会阻碍PEFC的输出且损伤固体高分子膜。

　　铂由于价格较高，因此一直被认为是阻碍PEFC普及的最大因素。比如，铂的价格现在为63.5美元/g（约合5270日元/g）。如果开发要使用100g～300g铂的燃料电池车，那么光采购铂就需要约53万～169万日元。而新催化剂材料“与铂相比，成本要低得多”（此次研究小组带头人Piotr Zelenay）。

　　迄今，开发出无铂燃料电池用催化剂并拥有的实例的，有日本大发工业开发的“PMfLFC（precious metal-free liquid-feed fuel cell）”。

　　IHI与波音合作首次试飞配备燃料电池的民用飞机

　　日本IHI公司、IHI航天公司（IHI Aerospace）与美国波音公司合作，实施了配备再生型燃料电池系统的民用飞机的试飞。通过同时使用发动机与该系统，实现了节能及二氧化碳减排。IHI称，配备该系统的飞机进行飞行试验，在全球尚属首次。

　　再生型燃料电池是既能放电又能充电的燃料电池。为飞机配备这种电池，就可与发动机分开独立提供电力。

　　飞行试验在美国西雅图近郊，使用“波音737”实施。从起飞前到升空的过程中，一直用预先储存在燃料电池中的电力为飞机供电，转为巡航之后，则利用发动机和飞机电源为燃料电池充电。之后又根据情况，成功地反复进行了燃料电池的充放电循环。

　　IHI称，此次实施飞行试验的最大课题是确保安全性。需要在飞机这一封闭空间内配备采用爆炸性气体氢的燃料电池，但在民用飞机内载入氢气并无标准可循。因此，IHI和波音通过分析等，研究了用以确保安全性的标准，并在此基础上进行了系统设计。

　　IHI和波音于2010年签署了共同研究飞机用燃料电池的协议。IHI集团今后将以通过飞行试验获得的知识经验为基础，继续对再生型燃料电池进行改进，以实现小型化和大功率化。还会考虑使其作为民用飞机用辅助电源实现产品化。