近日,Roland Gumpert推出了全球首輛甲醇燃料電池車——Gumpert Nathalie,其續航能力遠超過目前的鋰電池電動車,真正實現零排放。那Gumpert是如何解決當前甲醇燃料電池催化劑活性與穩定性較差的問題呢?
據知情人士透露,Nathalie超跑搭載一個5千瓦的甲醇燃料電池,能為一台400千瓦(536馬力)的電動發動機動提供15千瓦的連續電力,超500英里(805公里)的續航里程、“加油”時間只需要3分鐘,百公里加速時間則只要2.5秒,最高速度可達300km/h,遠超目前鋰電池電動車。該車型原計劃在2020年日內瓦車展上展出,但受疫情影響,日內瓦車展被取消,因此這款汽車的展示將被延遲。
從目前的鋰離子電池市場來看,寧德時代率先開發出了比能量(品質能量密度)達304Wh/kg的動力電池樣品,已實現了我國力爭在2020年動力電池單體能量密度要達到300Wh/kg以上的目標。據悉,該款電池是以高鎳三元材料為正極,以矽碳材料為負極的動力電池,但在成組後整個系統的能量密度大約為210Wh/kg,也就是說安裝該款高鎳電池的電動汽車的續航里程大約為500公里。
對於甲醇燃料電池805公里的續航里程來說,高鎳電池的500公里就顯得非常少,那為什麼目前的電池市場還是動力鋰電池占主流呢?
相對於鉛酸電池來說,鋰離子電池的比能量密度和電壓平臺更高,迴圈性能更好,且無記憶效應,綠色環保,無污染,是目前最有潛力的電動汽車動力電池之一。
甲醇燃料電池屬於質子交換膜燃料電池(PEMFC)中的一類,直接使用甲醇水溶液或蒸汽甲醇為燃料供給來源,優點包括體積小巧,燃料使用便利,潔淨環保,理論能量比高等,但是能量轉化率低,性能衰減快,且成本高。而造成甲醇燃料電池能量轉化率低和成本高的主要原因是催化劑的問題。
為了提高甲醇燃料電池催化劑的活性與化學穩定性,Gumpert很有可能是採用不同結構的鉑及鉑基納米催化劑,如空心鉑鈀合金、鉑鎳合金等,但這些材料的製備方法工序較複雜、反應週期較長。
另外,有研究者已設計出來了Pt/WO3/C催化劑,能明顯延長甲醇燃料電池的壽命,因為三氧化鎢具有較強的耐腐蝕性,而且與Pt的協同催化作用,能提高該電池的轉化率。