巴斯夫Advent Technologies通过改进膜来提高氢燃料电池的产量

作者:官方来源:h2-view所属栏目:科技创新发布时间:2021-12-15 09:58

[ 导读 ]随着AdventTechnologies与巴斯夫签署谅解备忘录，支持大规模生产质子交换膜燃料电池，氢燃料电池行业得到了推动。作为这项新协...

随着Advent Technologies与巴斯夫签署谅解备忘录，支持大规模生产质子交换膜燃料电池，氢燃料电池行业得到了推动。

作为这项新协议的一部分，两家公司将开发和增加先进燃料电池膜的制造规模，旨在极端条件下长期运行。

这对于用于氢项目的燃料电池来说至关重要，随着更多这种膜的出现，燃料电池将变得更便宜，并能够满足不断增长的需求。

为了实现这一目标，巴斯夫将提高其Celtec膜的长期稳定性，并通过先进的技术能力提高生产能力，从而进一步改善和竞争Advent Technologies燃料电池系统和膜电极组件。

这不仅将支持氢燃料电池项目，还将加强大规模制氢项目，如希腊的白龙项目，该项目将创造4.65千兆瓦的制氢和燃料电池热量。

将临科技董事长兼首席执行官Vasilis Gregoriou博士表示，"MEA是燃料电池的心脏，决定着整个系统的性能。我们基于高温聚合物电解质膜的膜电极组件是燃料电池和其他电化学应用(如无CO2制氢和储能)中的关键组件。

"与巴斯夫的协议推进了我们的愿景，即通过先进的材料、组件和下一代燃料电池技术加速电气化，并支持工业以更快的速度脱碳。"

巴斯夫企业建设能源管理总监弗兰克·普雷希特博士说，"巴斯夫在为我们的客户提供碳足迹更低的产品组合以帮助我们的客户实现其气候目标方面走在前列。

"我们的Celtec技术推动了Advent Technologies对创新燃料电池和氢技术的雄心。我们可以贡献我们的能力来扩大膜的容量，以支持Advent Technologies。"

巴斯夫氢能与氢燃料产品简介

供稿人：任晓波供稿时间：2017-12-2 关键字：巴斯夫氢能氢燃料

一、企业简介

巴斯夫（BASF）是全球最大的化工企业之一，总部位于德国路德维希港，在2016年财富世界五百强中排名第88名。公司创建于1865年4月，已有152年的历史，缩写BASF由其以前的全名"Badische Anilin-und-Soda-Fabrik"（巴登苯胺苏打厂）而来。巴斯夫共有5大业务领域、13个营业分部、86个战略业务部门和338个生产基地，申请专利220681件，在全球80多个国家雇佣员工113830人，其中，研发人员约有10000人。巴斯夫的5大业务领域分别为化学品、特性产品、功能性材料与解决方案、农业解决方案和石油与天然气（图1），业务遍及汽车和交通、能源、医药、化妆品、家具、造纸、纺织、包装、农业、建筑等行业。其中，化学品业务领域涵盖了基础化学品和中间体业务；特性产品业务领域由分散体和颜料、护理化学品、营养与健康和特性化学品业务部组成；功能性材料与解决方案业务领域由催化剂、化学建材、涂料和特性材料四个业务部组成；农业解决方案业务领域提供在化学和生物作物保护、种子处理和水管理方面的创新解决方案，以及营养供应和植物压力的解决方案；石油与天然气业务领域主要涉及天然气贸易与储存、石油与汽油生产等业务。公司官方网站网址为www.basf.com。

图1 巴斯夫业务分部

巴斯夫在全球80多个国家设有子公司，向世界各地的业务合作伙伴销售8000多种产品。大中华区是巴斯夫全球第三大市场，仅次于德国和美国。2016财年，巴斯夫大中华区销售额达到59亿欧元，截至年底员工人数为8805名。巴斯夫与中国的渊源很长，早在1885年，巴斯夫刚成立20年之际，一位名叫Theodor Sproesser的经理便来到中国，向中国人销售巴斯夫染料，并最终获得了成功。130多年后，作为中国化工领域最大的外商投资企业，巴斯夫主要投资项目位于南京、上海和重庆等地，其中，位于浦东的巴斯夫亚太创新园（上海）是亚太地区的研发枢纽，而与中国石化共同成立的扬子石化-巴斯夫有限责任公司则是巴斯夫历史上最大的单笔海外投资，双方初期共同投资达29亿美元。

巴斯夫的股票在法兰克福（BAS）、伦敦（BFA）和苏黎世（BAS）证券交易所上市（股票代码：BASFn），是德国DAX30指数成份公司之一。截至2017年5月9日，其每股股价为89.24欧元，市值为837.6亿欧元。2016财年，巴斯夫营业收入达到598.52亿欧元，总资产为764.96亿欧元。巴斯夫的主要高级管理人员见表1。

表1 公司主要高级管理人员

姓名	职位
Kurt Bock	执行董事会主席
Martin Brudermüller	董事会副主席兼首席技术官
Hans-Ulrich Engel	首席财务官
Sanjeev Gandhi	执行董事会成员，亚太地区负责人
Michael Heinz	执行董事会成员，南美地区负责人
Harald Schwager	执行董事会成员，欧洲地区负责人
Wayne T. Smith	执行董事会成员，北美地区负责人
Margret Suckale	执行董事会成员

资料来源： BASF官网

技术研发方面，巴斯夫1998财年到2016财年的研发投入平均值为14.47亿欧元，2015财年的研发投入最高，为19.53亿欧元。2004财年巴斯夫的研发投入最低，为9.86亿欧元，但2004财年后，其研发投入逐年上升，2016财年的研发投入为18.63亿欧元，研发费用占比为3.1%（图2）。目前，巴斯夫的研发费用和研发费用占比变化幅度不大，从长期来看，研发开支处于历史高位，可以认为巴斯夫对于科研较为重视，产品成熟度也比较高。

图2 公司研发费用及其占比（单位：百万欧元）

数据来源：BASF Annual Report

二、氢燃料产品与技术

巴斯夫与氢能或燃料电池相关的产品或解决方案主要有CeltecR膜电极组件（Membrane Electrode Assemblies，简称MEA）、催化剂和OASE气体处理技术解决方案（图3）。

图3 公司与氢能或燃料电池相关的产品分类

资料来源：BASF官网

1、CeltecR膜电极组件

巴斯夫CeltecR膜电极组件是全球第一款商用的质子交换膜燃料电池膜电极组件，主要应用于热电联产设备、备用电源、固定不间断电源、辅助动力装置和电池增程器。

CeltecR膜电极组件基于高性能聚合物的耐高温薄膜，相较于一般的燃料电池，采用CeltecR膜电极组件的燃料电池可确保在180℃的高温下稳定工作。由于其耐高温特性，采用CeltecR膜电极组件的燃料电池无需水冷系统，具备高浓度一氧化碳环境下工作的能力，可以省去传统的空气增湿器、水泵、水罐、阀门和清洁系统。此外，由于高温燃料电池比低温燃料电池具有更高的不纯物承受能力，液态氢的纯化就变得更容易，也就方便了燃料电池系统的应用，降低了成本。

巴斯夫CeltecR膜电极组件共有两个型号，分别是P1000和P1100W，P1100W是P1000的改进型号，具体参数见表2。

表2 膜电极组件

巴斯夫CeltecR膜电极组
尺寸	45cm2	165cm2	605cm2	定制
工作温度	160℃-180℃
工作时间	>20000小时（160℃工作环境下有6μV/h的压降）
特点	无需水冷，高一氧化碳耐受性，高硫耐受性

资料来源：BASF官网

除了膜电极组件外，巴斯夫还推出了两款燃料电池配件，分别是高温单电池测试夹具（High temperature single cell test fixture）和高温垫片（High temperature gaskets）。高温单电池测试夹具主要用于测试电池性能，兼容大多数测试台，测试数据可以直接与巴斯夫共享。高温垫片保护膜电极组件免受过度压缩，并帮助燃料电池堆在高温和磷酸环境下保持密封。

巴斯夫正在重组其燃料电池业务，关闭了主要生产膜电极组件的、位于美国新泽西州萨默塞特的巴斯夫燃料电池公司，燃料电池业务重点转向催化剂。

2、催化剂

巴斯夫催化剂业务部总部位于美国新泽西州的伊泽林，是全球环境技术和工艺催化剂业务的领导者。巴斯夫在燃料加工领域有着丰富的经验，可以为制氢或燃料电池提供从贱金属到贵金属催化剂等不同的解决方案。巴斯夫与制氢或燃料电池相关的催化剂详情见表3。

表3 催化剂

名称	用途	特点
D Series	脱硫	无需加氢
R Series	重整	可频繁启停，耐负载频繁变化，高空速重整，尺寸小，耐候性，耐水性
S Series	一氧化碳转移反应	可频繁启停，耐负载频繁变化，稳定性高，高比活度，兼顾耐大气变化
CO Series	去一氧化碳	材料坚固，寿命长，可定制
Electrocatalysts	电催化	高活性

资料来源：BASF官网

巴斯夫生产的电催化剂可用于质子交换膜燃料电池、磷酸燃料电池、熔融碳酸盐燃料电池和固体氧化物燃料电池。

3、HYCO气体处理技术解决方案

2011年上市的巴斯夫OASE®为合成气和合成氨工厂、管道天然气和液化天然气（LNG）工厂等传统应用领域提供定制化的、高效的气体处理技术解决方案。OASE®的服务包括概念研究、基础设计和前端工程设计(FEED)支持、突破瓶颈制约及相关改造，包括溶剂替换、故障检修和运行优化、培训、溶剂分析等。

OASE®可以分为OASE purple、OASE white、OASE yellow、OASE green、OASE blue，分别对应不同类型的应用领域，其中，OASE white对应的是合成气/合成氨/HYCO（氢气/一氧化碳）。作为目前最先进的用于合成气的胺法气体处理技术，OASE white长期以来被市场誉为处理含氢(H2)和/或一氧化碳(CO)气体的首选技术。OASE white适用范围广，在全球已有数以百计的项目完成（包括巴斯夫的自有设施）

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