理聚合物电池寿命 “可再生能源与氢能技术”重点专项2018年度项目申报指南建议(2)

5.4 基于低成本材料体系的新型燃料电池研究（基础研究类）

研究内容：针对属催化剂的可控制备及电催化动力学；膜电极微纳结构设计、可控构筑规律和界面演化机制；千瓦级廉价燃料电池堆的结构设计、集成及性能验证。

考核指标：阐明新型非氟质子交换膜和碱性离子交换膜的可控构筑规律；实属催化剂千瓦级电堆的试验验证。

5.5 MW级固体聚合物电解质电解水制氢（PEM）技术（共性关键技术类）

研究内容：面向燃料电池汽车绿色氢源和利用可再生能源制氢的应用需求，开展高效MW级固体聚合物电解质电解水制氢（PEM）技术研究。具体包括：高活性低成本长寿命电解水制氢催化剂、催化电极微结构与制氢效率的构效关系；大面积高电流密度膜电极制备技术；适于高工作压力双极板及高导电性、低流阻、抗腐蚀的集电器制备技术；高压力、低电耗、高功率密度制氢模块集成技术；适应宽功率波动的制氢系统及控制技术。

考核指标：形成高效固体聚合物电解质电解水制氢样机，样机制氢能力≥1MW，额定工况下电解槽直流电耗≤4.1kWh/m3，系统功率调节范围20-150%，出口氢压≥3.5MPa。

5.6 质子交换膜燃料电池长寿命电堆工程化制备技术（共性关键技术）

研究内容：针对质子交换膜燃料电池长寿命需求，研究长寿命电堆工程化制备技术。具体包括：关键材料、膜电极以及双极板理化参数对电堆寿命影响；电堆结构和组装工艺对电堆寿命的影响及失效模式；电堆高耐久性密封组件的高精度原位快速成型技术；系列电堆模块的极板流场、堆型设计及工程化装备制造技术；电堆模块快速活化、气密性快速检测与装备制造技术。

考核指标：电堆额定功率下的平均单片电压≤0.7V，单片电压标准偏差≤10mV；电堆低温冷启动最低环境温度-30℃；电堆实测运行10000h后发电效率下降≤10%，电堆预期寿命≥20000h；电堆生产能力≥1000台/年；模块制造成本≤5000元/kW（产量10MW/年）。

5.7 固体氧化物燃料电池电堆工程化开发（共性关键技术类）

研究内容：针对固体氧化物燃料电池（SOFC）单电池组件以及电堆单池间的一致性和寿命等技术难题，开展SOFC电解质、单电池、电堆的批量生产技术及工艺装备等工程化开发。具体包括：大面积薄层陶瓷型电解质的批量生产技术及成型装备；单电池的结构优化设计和多层陶瓷自动叠片与共烧技术和装备；SOFC电堆高温稳定密封材料和密封件结构以及成型工艺技术；长寿命电堆结构设计和性能验证；SOFC电堆小批量组装技术及电堆烧制、检验装备。

考核指标：建立长寿命SOFC设计开发体系，电堆功率≥1.0kW，初始电效率≥60%，实测运行10000h，每2000h冷热循环1次，10000h后发电效率≥55%，预期寿命≥20000h；形成SOFC单电池和电堆的工程化技术，SOFC电解质产能≥100MW/年、单电池产能≥10MW/年、电堆产能≥500kW/年。

5.8 燃料电池电堆及辅助系统部件测试技术（共性关键技术类）

研究内容：针对长寿命燃料电池系统测试要求，开展电堆及辅助系统部件测试技术研究。具体包括：大功率燃料电池电堆性能、寿命测试技术和设备，电堆单片电压巡检、内阻测量、健康诊断以及数据分析技术；氢气循环泵、燃料电池电控单元等关键辅助系统部件测试设备；应用工况采集和燃料电池系统寿命试验评价测试方法。

考核指标：燃料电池电堆和辅助系统部件测试设备样机；燃料电池电堆测试系统可测试最大容量≥100kW，湿度调节响应时间≤3min；提交电堆单片电压分布、内阻等数据测试器和健康诊断方法，单片电压测试精度≤0.1%，内阻测试精度≤1%；建立燃料电池寿命试验评价规范并形成标准建议稿。

6. 可再生能源耦合与系统集成

6.4 风/光互补制氢关键技术研究及示范（应用示范类）

研究内容：针对可再生能源制氢及氢能利用需求，开展风/光互补制氢系统关键技术研究及示范。具体包括：基于直流微网的离/并网风电/光伏制氢、储氢系统设计集成、运行控制与能量管理技术；适应离/并网运行及直流微网接入的大功率风电机组、光伏控制/逆变关键技术和设备；适应宽功率波动环境下的高适应性电解水制氢关键技术及设备；风/光互补制氢系统数据采集及监控、安全保护技术和设备；风电/光伏互补制储氢系统应用示范。理聚合物电池寿命

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