巴斯夫Advent Technologies通過改進膜來提高氫燃料電池的產量

作者:官方來源:h2-view所屬欄目:科技創新發布時間:2021-12-15 09:58

[ 導讀 ]隨著AdventTechnologies與巴斯夫簽署諒解備忘錄，支持大規模生產質子交換膜燃料電池，氫燃料電池行業得到了推動。作為這項新協...

隨著Advent Technologies與巴斯夫簽署諒解備忘錄，支持大規模生產質子交換膜燃料電池，氫燃料電池行業得到了推動。

作為這項新協議的一部分，兩家公司將開發和增加先進燃料電池膜的制造規模，旨在極端條件下長期運行。

這對于用于氫項目的燃料電池來說至關重要，隨著更多這種膜的出現，燃料電池將變得更便宜，并能夠滿足不斷增長的需求。

為了實現這一目標，巴斯夫將提高其Celtec膜的長期穩定性，并通過先進的技術能力提高生產能力，從而進一步改善和競爭Advent Technologies燃料電池系統和膜電極組件。

這不僅將支持氫燃料電池項目，還將加強大規模制氫項目，如希臘的白龍項目，該項目將創造4.65千兆瓦的制氫和燃料電池熱量。

將臨科技董事長兼首席執行官Vasilis Gregoriou博士表示，"MEA是燃料電池的心臟，決定著整個系統的性能。我們基于高溫聚合物電解質膜的膜電極組件是燃料電池和其他電化學應用(如無CO2制氫和儲能)中的關鍵組件。

"與巴斯夫的協議推進了我們的愿景，即通過先進的材料、組件和下一代燃料電池技術加速電氣化，并支持工業以更快的速度脫碳。"

巴斯夫企業建設能源管理總監弗蘭克·普雷希特博士說，"巴斯夫在為我們的客戶提供碳足跡更低的產品組合以幫助我們的客戶實現其氣候目標方面走在前列。

"我們的Celtec技術推動了Advent Technologies對創新燃料電池和氫技術的雄心。我們可以貢獻我們的能力來擴大膜的容量，以支持Advent Technologies。"

巴斯夫氫能與氫燃料產品簡介

供稿人：任曉波??供稿時間：2017-12-2???關鍵字：巴斯夫??氫能??氫燃料??

一、企業簡介

巴斯夫（BASF）是全球最大的化工企業之一，總部位于德國路德維希港，在2016年財富世界五百強中排名第88名。公司創建于1865年4月，已有152年的歷史，縮寫BASF由其以前的全名"Badische Anilin-und-Soda-Fabrik"（巴登苯胺蘇打廠）而來。巴斯夫共有5大業務領域、13個營業分部、86個戰略業務部門和338個生產基地，申請專利220681件，在全球80多個國家雇傭員工113830人，其中，研發人員約有10000人。巴斯夫的5大業務領域分別為化學品、特性產品、功能性材料與解決方案、農業解決方案和石油與天然氣（圖1），業務遍及汽車和交通、能源、醫藥、化妝品、家具、造紙、紡織、包裝、農業、建筑等行業。其中，化學品業務領域涵蓋了基礎化學品和中間體業務；特性產品業務領域由分散體和顏料、護理化學品、營養與健康和特性化學品業務部組成；功能性材料與解決方案業務領域由催化劑、化學建材、涂料和特性材料四個業務部組成；農業解決方案業務領域提供在化學和生物作物保護、種子處理和水管理方面的創新解決方案，以及營養供應和植物壓力的解決方案；石油與天然氣業務領域主要涉及天然氣貿易與儲存、石油與汽油生產等業務。公司官方網站網址為www.basf.com。

圖1 巴斯夫業務分部

巴斯夫在全球80多個國家設有子公司，向世界各地的業務合作伙伴銷售8000多種產品。大中華區是巴斯夫全球第三大市場，僅次于德國和美國。2016財年，巴斯夫大中華區銷售額達到59億歐元，截至年底員工人數為8805名。巴斯夫與中國的淵源很長，早在1885年，巴斯夫剛成立20年之際，一位名叫Theodor Sproesser的經理便來到中國，向中國人銷售巴斯夫染料，并最終獲得了成功。130多年后，作為中國化工領域最大的外商投資企業，巴斯夫主要投資項目位于南京、上海和重慶等地，其中，位于浦東的巴斯夫亞太創新園（上海）是亞太地區的研發樞紐，而與中國石化共同成立的揚子石化-巴斯夫有限責任公司則是巴斯夫歷史上最大的單筆海外投資，雙方初期共同投資達29億美元。

巴斯夫的股票在法蘭克福（BAS）、倫敦（BFA）和蘇黎世（BAS）證券交易所上市（股票代碼：BASFn），是德國DAX30指數成份公司之一。截至2017年5月9日，其每股股價為89.24歐元，市值為837.6億歐元。2016財年，巴斯夫營業收入達到598.52億歐元，總資產為764.96億歐元。巴斯夫的主要高級管理人員見表1。

表1 公司主要高級管理人員

姓名	職位
Kurt Bock	執行董事會主席
Martin Brudermüller	董事會副主席兼首席技術官
Hans-Ulrich Engel	首席財務官
Sanjeev Gandhi	執行董事會成員，亞太地區負責人
Michael Heinz	執行董事會成員，南美地區負責人
Harald Schwager	執行董事會成員，歐洲地區負責人
Wayne T. Smith	執行董事會成員，北美地區負責人
Margret Suckale	執行董事會成員

資料來源： BASF官網

技術研發方面，巴斯夫1998財年到2016財年的研發投入平均值為14.47億歐元，2015財年的研發投入最高，為19.53億歐元。2004財年巴斯夫的研發投入最低，為9.86億歐元，但2004財年后，其研發投入逐年上升，2016財年的研發投入為18.63億歐元，研發費用占比為3.1%（圖2）。目前，巴斯夫的研發費用和研發費用占比變化幅度不大，從長期來看，研發開支處于歷史高位，可以認為巴斯夫對于科研較為重視，產品成熟度也比較高。

圖2 公司研發費用及其占比（單位：百萬歐元）

數據來源：BASF Annual Report

二、氫燃料產品與技術

巴斯夫與氫能或燃料電池相關的產品或解決方案主要有CeltecR膜電極組件（Membrane Electrode Assemblies，簡稱MEA）、催化劑和OASE氣體處理技術解決方案（圖3）。

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圖3 公司與氫能或燃料電池相關的產品分類

資料來源：BASF官網

1、CeltecR膜電極組件

巴斯夫CeltecR膜電極組件是全球第一款商用的質子交換膜燃料電池膜電極組件，主要應用于熱電聯產設備、備用電源、固定不間斷電源、輔助動力裝置和電池增程器。

CeltecR膜電極組件基于高性能聚合物的耐高溫薄膜，相較于一般的燃料電池，采用CeltecR膜電極組件的燃料電池可確保在180℃的高溫下穩定工作。由于其耐高溫特性，采用CeltecR膜電極組件的燃料電池無需水冷系統，具備高濃度一氧化碳環境下工作的能力，可以省去傳統的空氣增濕器、水泵、水罐、閥門和清潔系統。此外，由于高溫燃料電池比低溫燃料電池具有更高的不純物承受能力，液態氫的純化就變得更容易，也就方便了燃料電池系統的應用，降低了成本。

巴斯夫CeltecR膜電極組件共有兩個型號，分別是P1000和P1100W，P1100W是P1000的改進型號，具體參數見表2。

表2 膜電極組件

巴斯夫CeltecR膜電極組
尺寸	45cm2	165cm2	605cm2	定制
工作溫度	160℃-180℃
工作時間	>20000小時（160℃工作環境下有6μV/h的壓降）
特點	無需水冷，高一氧化碳耐受性，高硫耐受性

資料來源：BASF官網

除了膜電極組件外，巴斯夫還推出了兩款燃料電池配件，分別是高溫單電池測試夾具（High temperature single cell test fixture）和高溫墊片（High temperature gaskets）。高溫單電池測試夾具主要用于測試電池性能，兼容大多數測試臺，測試數據可以直接與巴斯夫共享。高溫墊片保護膜電極組件免受過度壓縮，并幫助燃料電池堆在高溫和磷酸環境下保持密封。

巴斯夫正在重組其燃料電池業務，關閉了主要生產膜電極組件的、位于美國新澤西州薩默塞特的巴斯夫燃料電池公司，燃料電池業務重點轉向催化劑。

2、催化劑

巴斯夫催化劑業務部總部位于美國新澤西州的伊澤林，是全球環境技術和工藝催化劑業務的領導者。巴斯夫在燃料加工領域有著豐富的經驗，可以為制氫或燃料電池提供從賤金屬到貴金屬催化劑等不同的解決方案。巴斯夫與制氫或燃料電池相關的催化劑詳情見表3。

表3 催化劑

名稱	用途	特點
D Series	脫硫	無需加氫
R Series	重整	可頻繁啟停，耐負載頻繁變化，高空速重整，尺寸小，耐候性，耐水性
S Series	一氧化碳轉移反應	可頻繁啟停，耐負載頻繁變化，穩定性高，高比活度，兼顧耐大氣變化
CO Series	去一氧化碳	材料堅固，壽命長，可定制
Electrocatalysts	電催化	高活性

資料來源：BASF官網

巴斯夫生產的電催化劑可用于質子交換膜燃料電池、磷酸燃料電池、熔融碳酸鹽燃料電池和固體氧化物燃料電池。

3、HYCO氣體處理技術解決方案

2011年上市的巴斯夫OASE?為合成氣和合成氨工廠、管道天然氣和液化天然氣（LNG）工廠等傳統應用領域提供定制化的、高效的氣體處理技術解決方案。OASE?的服務包括概念研究、基礎設計和前端工程設計(FEED)支持、突破瓶頸制約及相關改造，包括溶劑替換、故障檢修和運行優化、培訓、溶劑分析等。

OASE?可以分為OASE purple、OASE white、OASE yellow、OASE green、OASE blue，分別對應不同類型的應用領域，其中，OASE white對應的是合成氣/合成氨/HYCO（氫氣/一氧化碳）。作為目前最先進的用于合成氣的胺法氣體處理技術，OASE white長期以來被市場譽為處理含氫(H2)和/或一氧化碳(CO)氣體的首選技術。OASE white適用范圍廣，在全球已有數以百計的項目完成（包括巴斯夫的自有設施）

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