2020年04月23日 | 甲醇重整制氢及燃料电池系统集成技术受科技部重点专项支持

2020-04-23

近日，科技部发布了“可再生能源与氢能技术”重点专项2020年度项目申报指南。包括车用耐高温低湿质子膜及成膜聚合物批量制备技术、碱性离子交换膜制备技术及应用、扩散层用炭纸批量制备及应用技术、车用燃料电池催化剂批量制备技术、质子交换膜燃料电池极板专用基材开发、车用燃料电池堆及空压机的材料与部件耐久性测试技术及规范、公路运输用高压、大容量管束集装箱氢气储存技术、液氢制取、储运与加注关键装备及安全性研究（应用示范类）、醇类重整制氢及冷热电联供的燃料电池系统集成技术等关键技术。

其中，醇类重整制氢及冷热电联供的燃料电池系统集成技术（共性关键技术类）研究内容包括：针对高效、环保、长寿命分布式供能系统应用需求，开展燃料电池冷—热—电联供系统的关键技术研发。

具体包括：用于分布式供能的醇类重整制氢系统技术；质子交换膜燃料电池的空气在线净化技术；质子交换膜燃料电池冷—热—电联供系统技术；固体氧化物燃料电池热电联供系统技术；燃料电池冷—热—电联供系统模拟仿真、系统集成优化及能量管控技术。

考核指标：全自动甲醇重整制氢集成系统产氢能力≥30Nm3/h、效率≥85% LHV，氢气中CO≤0.2ppm、总硫≤4ppb，冷态自启动时间≤30min，动态负荷调节能力≥50%；空气在线净化系统 SO2、NO2、VOC、甲醛、O3脱除率≥95%，NH3脱除率≥ 80%（污染物基准浓度1ppm），PM10以下大气气溶胶脱除率≥99%，无故障运行时间≥1500h；冷热电联供的质子交换膜燃料电池系统额定发电功率≥30kW，发电效率≥50%，70℃余热条件下、制冷效率≥40%，系统供电制冷效率≥70% LHV，连续运行≥ 3000h；基于重整合成气为燃料的固体氧化物燃料电池热电联供系统额定发电功率≥30kW、发电效率≥55%（DC，LHV），热电联供总效率≥85%，连续运行≥1000h。

2016年3月，国家发展改革委、国家能源局发布了《能源技术革命创新行动计划（2016-2030）》，明确提到氢能与燃料电池技术创新路线包括大规模制氢技术和分布式制氢技术，燃料电池技术和燃料电池分布式发电技术。今年科技部发布“可再生能源与氢能技术”重点专项2020年度项目中再次提到“醇类重整制氢及冷热电联供的燃料电池系统集成技术（共性关键技术类）”，可见国家对分布式制氢技术特别是醇类制氢技术支持力度越来越大。

水氢机是以甲醇的水溶液作为原料，将其催化气化——催化重整——原子纯化为高纯氢气再利用氢气发电的一种新型发电设备。水氢机是甲醇水蒸汽重整制氢和质子膜发电及智控多系统的集合体，实现了在同一设备中可移动即时制氢、发电及全能控制，无需存储氢气。

水氢路线是氢能与燃料电池的一体化发展路线的代表，它采用的技术路线为“甲醇重整制氢+氢气提纯+低温燃料电池”，即利用小型化的甲醇水重整制氢装置即时给低温燃料电池提供高纯氢气，从而实现即时发电。

该路线中甲醇水重整制氢技术与燃料电池发电技术得到高度集成，高效的智能控制系统实现了氢气的即产即用，并为燃料电池发电提供可靠的高纯氢气。此外，该路径依赖完善的甲醇加注设施，可利用现有的加油站改造即可实现，相对于加氢站、充电站的建经济性与可行性更高。

甲醇重整制氢燃料电池系统集成技术

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