瞻觀前沿

最近，西北大學(xué)領(lǐng)導(dǎo)的研究小組開(kāi)發(fā)了一種新型燃料電池，可以從生活在污垢中的微生物中獲取能量。這種完全由土壤驅(qū)動(dòng)的技術(shù)有望為電池提供一種可持續(xù)、可再生的替代品，從而減少對(duì)有毒、易燃化學(xué)物質(zhì)的依賴(lài)，減少供應(yīng)鏈沖突，并解決電子廢物問(wèn)題。

為了測(cè)試新型燃料電池的性能，研究人員將其用于測(cè)量土壤濕度和檢測(cè)觸摸的傳感器，這種功能對(duì)于跟蹤路過(guò)的動(dòng)物可能具有很大的潛在價(jià)值。為了實(shí)現(xiàn)無(wú)線(xiàn)通信，研究人員還為土壤供電傳感器配備了微型天線(xiàn)，通過(guò)反射現(xiàn)有的射頻信號(hào)將數(shù)據(jù)傳輸?shù)洁徑脑O(shè)備。這種燃料電池不僅可以在潮濕和干燥條件下工作，而且其功率也比同類(lèi)技術(shù)高出 120%。

該項(xiàng)研究成果已于1 月 12 日發(fā)表在《ACM 互動(dòng)、移動(dòng)、可穿戴和無(wú)處不在技術(shù)會(huì)議錄》上。

領(lǐng)導(dǎo)這項(xiàng)工作的西北大學(xué)校友 Bill Yen 表示：如果我們想象未來(lái)有數(shù)萬(wàn)億個(gè)這樣的設(shè)備，我們就不可能用對(duì)環(huán)境有害的鋰、重金屬和毒素來(lái)建造每一個(gè)設(shè)備。我們需要找到可以提供少量能源的替代品來(lái)為去中心化的設(shè)備提供動(dòng)力。這項(xiàng)技術(shù)有望在未來(lái)為各種設(shè)備網(wǎng)絡(luò)提供可持續(xù)的能源解決方案。

實(shí)驗(yàn)室中的清潔燃料電池。圖片來(lái)源：Bill Yen/西北大學(xué)

技術(shù)價(jià)值觀察

燃料電池(FuelCell)是一種電化學(xué)的發(fā)電裝置，它能直接將燃料(如氫氣、各種富含氫的氣體，如重整氣和甲醇等)和氧化劑(凈化空氣、氧氣和一些液體，如過(guò)氧化氫和硝酸的水溶液等)的化學(xué)能通過(guò)電極反應(yīng)轉(zhuǎn)化為電能。

燃料電池產(chǎn)業(yè)鏈主要由上游氫氣供應(yīng)及零部件、中游集成以及下游應(yīng)用端組成，產(chǎn)業(yè)鏈較長(zhǎng)，參與方眾多。具體來(lái)看，上游主要是氫氣的制備、儲(chǔ)運(yùn)、加注以及膜電極、雙極板、燃料電池BOP等零部件生產(chǎn)制造行業(yè);中游為燃料電池系統(tǒng)集成行業(yè);下游各大應(yīng)用領(lǐng)域包含交通運(yùn)輸中的乘用車(chē)、商用車(chē)，固定發(fā)電中的家用或者電站用發(fā)電機(jī)及便攜式電源等。

這種完全由土壤驅(qū)動(dòng)的技術(shù)大約有一本標(biāo)準(zhǔn)平裝書(shū)的大小，可以為精準(zhǔn)農(nóng)業(yè)和綠色基礎(chǔ)設(shè)施中使用的地下傳感器提供燃料。目前，該項(xiàng)技術(shù)處于燃料電池產(chǎn)業(yè)鏈中游環(huán)節(jié)。

宏觀市場(chǎng)觀察

廣東燃料電池行業(yè)競(jìng)爭(zhēng)力較強(qiáng)

根據(jù)燃料電池產(chǎn)業(yè)鏈建設(shè)情況、技術(shù)實(shí)力、燃料電池汽車(chē)推廣情況及加氫站建設(shè)情況綜合來(lái)看，廣東燃料電池行業(yè)競(jìng)爭(zhēng)力最強(qiáng)，其次是北京和上海。

PEMFC主要應(yīng)用于交通運(yùn)輸 發(fā)展?jié)摿Υ?/p>

根據(jù)電解質(zhì)的種類(lèi)不同，燃料電池可分為堿性燃料電池(AFC)、質(zhì)子交換膜燃料電池(PEMFC)、磷酸燃料電池(PAFC)、熔融碳酸鹽燃料電池(MCFC)、固體氧化物燃料電池(SOFC)五大類(lèi)。

根據(jù)E4tech披露的信息，在燃料電池細(xì)分產(chǎn)品中，質(zhì)子交換膜燃料電池(PEMFC)廣泛應(yīng)用于交通運(yùn)輸、便攜式、固定式等領(lǐng)域，因其是目前交通運(yùn)輸領(lǐng)域應(yīng)用的唯一類(lèi)型，而在各細(xì)分產(chǎn)品中占比最大。

燃料電池成本結(jié)構(gòu)分析 電堆占比高

從成本來(lái)看，燃料電池系統(tǒng)中最核心的部分是燃料電池電堆，其成本占比接近50%。在燃料電池電堆里面，催化劑占據(jù)非常重要的位置，成本比重超50%。燃料電池電堆催化劑主要為鉑金屬，且國(guó)內(nèi)用量遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于國(guó)外，成本高昂，成為制約燃料電池發(fā)展的巨大瓶頸;其次是雙極板，成本占比超20%。

中國(guó)燃料電池技術(shù)賽道熱力圖

根據(jù)產(chǎn)業(yè)熱力圖顯示，目前燃料電池關(guān)鍵技術(shù)強(qiáng)相關(guān)的城市集群主要集中在華北、華中和長(zhǎng)三角地區(qū)，尤其是安徽省省成為重點(diǎn)發(fā)展區(qū)域。這些城市群已投入大量政策、資金、環(huán)境和人才資源用于燃料電池研發(fā)，成為潛在的燃料電池技術(shù)發(fā)展中心。根據(jù)熱力圖的分布，長(zhǎng)三角地區(qū)有極大的可能性成為燃料電池技術(shù)的先導(dǎo)區(qū)域。重點(diǎn)關(guān)注安徽省合肥市廬陽(yáng)區(qū)、湖北省武漢市江夏區(qū)、上海市嘉定區(qū)等地的相關(guān)企業(yè)，以及這些地方對(duì)燃料電池產(chǎn)業(yè)發(fā)展的投資環(huán)境和潛力市場(chǎng)。

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標(biāo)簽： 燃料電池 技術(shù) 成本 隨筆