军用技术转民用推广目录(续)

2018-02-17 10:42
新技术新工艺 2018年12期
关键词:燃料电池

40氢燃料电池动力系统

【技术开发单位】中国航天科技集团公司六院北京航天动力研究所

【技术概述】工程使用的质子交换膜燃料电池由多个单体电池组成,每个单电池包含有阳极、阴极和质子交换膜,阳极为氢燃料发生氧化的场所,阴极为氧化剂还原的场所,两极都含有加速电极电化学反应的催化剂,质子交换膜作为电解质。工作时相当于一直流电源,其阳极即电源负极,阴极为电源正极。把氢和氧分别供给阴极和阳极,氢通过阴极向外扩散和电解质发生反应后,放出电子通过外部的负载到达阳极。原料氢气在核心组件中游离出氢离子通过与质子交换膜及催化剂的电化反应,产生出电能。反应生成副产品为纯净水被排出。燃料电池所使用的“氢”燃料可以来自于水的电解所产生的氢气及任何的碳氢化合物,例如天然气、甲醇、乙醇(酒精)、沼气等。由于燃料电池是经由利用氢及氧的化学反应,产生电流及水,不但完全无污染,也避免了传统电池充电耗时的问题,是目前最具发展前景的新能源方式,如能普及并应用在车辆及其他高污染发电工具上,将能显著减轻空气污染及温室效应。

【技术指标】系统比功率达到250 W/kg,系统效率≥43%,最高工作效率≥55%,体积比功率为250 W/L,冷起动时间≤6 s,冷起动温度≥-10 ℃,同时系统寿命≥5 000 h。

【技术特点】我所研发的燃料电池动力系统,采用增压/冷却/加湿/能量回收一体化空气供应、低功耗氢气循环使用和轻质化水热管理等具有自主知识产权的技术方案;系统集成方案已通过“依维柯”整车路试考核验证,配套冷却泵、氢系统阀门等关键组件充分继承“天宫”和“神舟”飞船使用温控泵阀样件特质;具有比功率高、氢气利用率高、综合热效率高、可靠性高和安全性好等特点。

【先进程度】国内领先

【技术状态】小批量生产、工程应用阶段

【适用范围】车载动力系统,通信基站备用电源、无人机动力系统,储能电站。

【获奖情况】首届中国军民两用技术创新应用大赛优胜奖

【专利状态】取得专利9个

【合作方式】合作开发。与新能源车企、通信基站公司、无人机开发单位合作进行配套燃料电池能源系统的开发,共同开拓氢能源领域市场开拓,并共享新产品有关权益。

【预期效益】未来我国燃料电池汽车产业将成为我国新的经济增长点和新能源战略的重要组成部分,加氢站数量达到100座;燃料电池车辆达到10 000辆;氢能轨道交通车辆达到50列;行业总产值达到3 000亿元。到2030年,加氢站数量达到1 000座,燃料电池车辆保有量达到200万辆,氢能产业基础设施技术标准体系完善程度迫近发达国家水平,氢能与燃料电池检验检测技术发展及服务平台建设形成对燃料电池汽车产业发展的有效支撑。

移动通信基站备用电源市场巨大,单台燃料电池备用电源的采购价格约28万元,国内现有基站总数约200万台,随着4G网络的建立基站总数还会有较大幅度增加,总市场容量将大于5 600亿元。

应用级无人机市场处于产业化初期,前景广阔,可用于如电力巡线、天然气管道巡检、边防巡逻、警用缉毒、军用局域组网等领域,预计2020年将达到200亿元规模。

【联系方式】

联系人:冉治通

电 话:010-88537754/15810320479

41 5~8 MW永磁同步风力发电机

【技术开发单位】中国船舶重工集团公司 山西汾西重工有限责任公司

【技术概述】山西汾西重工有限责任公司是国家军船电机定点生产单位。多年来,工厂利用自主研发的船舶电机技术,为多型舰船配套研制电机,开发了多型具有自主知识产权的军用电机产品。针对海上风力发电机的使用工况,公司利用已拥有军船电机多项关键技术,在成熟的军工技术基础上完成5 MW级永磁同步风力发电机研制,并达到国际先进水平。

【技术指标】额定功率:5~8 MW;额定电压:690 V;效率:≥97.5%。

【技术特点】本项目技术来源于公司长期军用产品设计制造所积累的具有自主知识产权的先进技术,如:海洋应用技术、磁钢防腐技术、大功率电机装配技术和大功率电机永磁转子入壳技术等,并通过样机应用验证。

【先进程度】国际先进

【技术状态】小批量生产、工程应用阶段

【适用范围】海上风力发电

【专利状态】已取得专利4项

【合作方式】合作开发

1)投资需求。寻求投资扩大产能,5~8 MW永磁同步发电机生产线产能达到150台/a,资金需求2 000万元,实施周期24个月。

2)合作开发。与变频器、风电机组等上下游厂商及控股股东展开合作,共同研发或承接风电工程。

3)技术服务。与各风电场等展开合作,进行风电技术运维服务。

【预期效益】中国大陆海岸线长18 000 km,可利用海域面积300多万km2,海上风能资源丰富,近海浅水海域风能资源可开发量约为2亿kW,到2020年,中国将建成海上风电3 000万kW的装机容量。市场预期良好。

【联系方式】

联系人:秦建斌

电 话:0351-6529300/13934509049

42柔性晶硅太阳电池制备技术

【技术开发单位】中国电子科技集团公司第四十八研究所

【技术概述】

本项目将JY柔性晶硅太阳电池技术向民用领域推广转化,开展产业化前期柔性晶硅太阳电池技术和制造工艺的优化和改进,进而形成以超薄硅片切割、非接触式前电极印刷等关键设备为载体,解决难以实现规模化生产和成本居高不下等问题,实现在民用领域大规模推广,推动军民融合深度发展,满足光伏建筑一体化、农业大棚、太阳能汽车、太阳能帆船、太阳能帐篷以及太阳能背包等民用领域的需求。

通过技术转移达到在不影响电池组件正常功率输出的前提下降低其制备、安装成本,提高其在民用领域的市场竞争力,制备适合于上述各领域应用的高性价比柔性晶体硅电池组件,达到将本项目柔性晶硅太阳能电池JY技术转移,并实现在民用领域规模化推广应用的目的。掌握产业化过程中稳定性高、超薄柔性的高效电池用关键材料和技术,开展高质量比功率的柔性薄硅太阳能电池制备技术和柔性薄硅电池组件封装技术的研究。最终,获得适用于产业化的高效柔性薄硅太阳电池及组件的整套技术,制备出柔性晶硅太阳电池转换效率>20%、电池片厚度100 μm左右,组件质量比功率>270 W/kg、最小弯曲半径>0.5 m,能够满足民用领域市场需求。

【技术指标】1)太阳电池厚度:100~110 μm;2)太阳电池效率:≥20.0%(AM1.5);3)电池组件面积:≥0.5 m2;4)电池组件最小弯曲半径:≥0.5 m;5)电池组件质量比功率:≥270 W/Kg;6)电池组件耐温循环范围:-55~75 ℃。

【技术特点】效率高、质量轻、可弯曲、成本低

【先进程度】国际先进

【技术状态】批量生产、成熟应用阶段

【适用范围】柔性晶硅太阳能电池由于具有效率高、质量轻、可弯曲和成本低等特点,不仅能够广泛用于JY能源系统领域,而且通过本项目技术的推广,在民用飞艇和无人机、光伏建筑一体化、农业大棚、太阳能汽车、太阳能帆船、太阳能帐篷以及太阳能背包等民用领域的应用更为广泛。

【专利状态】已有《一种超薄柔性晶体硅电池的制备方法》《柔性太阳电池组件及其制备方法和应用》等十篇专利。

【合作方式】技术服务。利用技术为其他单位提供设计开发、难题诊断及技术攻关、设备及生产线研发和工程设计等服务。

【预期效益】在地面领域,可在光伏建筑一体化、农业大棚、太阳能汽车、太阳能帐篷以及太阳能背包等领域进行应用;在海上领域,可在太阳能帆船、海上浮台等领域进行应用;在天空领域,可在民用飞艇、太阳能无人机、太阳能动力伞等领域进行应用,市场应用规模在数亿元以上。

【联系方式】

联系人:周洪彪

电 话:0731-85401527/18711154661

43高功率轻质金属板氢空气燃料电池模块技术

【技术开发单位】上海动力储能电池系统工程技术有限公司

【技术概述】

本项目通过采取以下研发路径,实现项目指标。

开展低介质阻力、高功率密度燃料电池模块设计研究。

面向产品开发,重点针对氢空燃料电池工作特点和环境等工程实用化要求开展设计与仿真,优化电堆结构,最大限度降低介质阻力和重量,满足通用技术要求。

开展薄型金属双极板精细冲压批量化技术研究。优化流道、密封等微细结构尺寸与介质分配、流动阻力匹配关系,优化极板尺寸与微细结构比对冲压极板模具的精度影响;提出有效回弹补偿措施,提高加工精度。通过低成本金属材料和涂层选择,降低制造成本。进行金属双极板冲压成形品快速检测与筛选技术研究,确保精度一致性,无宏观、微观缺陷。

开展低增湿、耐启停长效膜电极批量化制备技术研究。设计、开发可适于批量化生产的膜电极制备技术。采用新型超薄复合质子交换膜,降低膜电极加湿要求;优化电极制备工艺,提高催化剂利用率,降低铂载量;添加功能粹灭剂提高电极寿命;开展膜电极快速批量活化与分选技术研究,实现精确等级筛分。

开展电池堆集成批量化技术研究。根据电池堆结构设计特点,进行电堆零部件组件化研究,减少零部件数量,辅助设备工装和自动化技术实现精准对位叠装的电池堆批量化装配集成。

【技术指标】本项目针对车用动力领域对氢空气燃料电池电源产品的应用要求,开展氢空气燃料电池地面工程实用化研究,技术指标为:1)功率密度:≥2 000 W/L;2)适用压力范围:10~200 kPa;3)寿命:≥5 000 h;4)功率:36 kW功率模块产品。

【技术特点】高功率轻质金属板氢空气燃料电池模块,采用轻质金属板和高性能膜电极组件,均一性好,发电效率高,具有体积小、质量轻、相应速度快、功率密度高和使用寿命长等特点。

【先进程度】国内领先

【技术状态】小批量生产、工程应用阶段

【适用范围】

本项目以实现我国空间燃料电池技术研发成果向地面领域应用转化为目标,重点关注固定电源、燃料电池汽车、物流车和叉车等军民融合两用市场,响应国家新能源战略新兴产业号召,以创新驱动、军民融合发展贯彻节能减排、低碳经济基本国策。

固定燃料电池被用于商业、工业及住宅主要和备份能发电,它还可以安装在偏远地区,如远端气象站、大型公园及游乐园、通信中心、农村及边区、野外科学研究站、军事哨站等。

燃料电池作为动力电源或辅助电源,可以广泛应用于地面车辆、船舶和飞行器等交通工具的应用领域,包括:乘用车、巴士/客车、特种车辆(如物流车)、物料搬运设备和越野车辆、无人飞行机、无人潜器等。

【获奖情况】首届中国军民两用技术创新应用大赛铜奖

【专利状态】发明专利7项,国防专利2项,实用新型3项。

【合作方式】合作开发

1)投资需求。寻求燃料电池产业化建设投资,2020年燃料电池电堆产品规模生产线生能达到5 000套/a,资金需求2亿元,实施周期24个月。

2)合作研发。与氢源、加氢站、控制系统和汽车厂商等上下游厂商及控股股东展开合作,共同开展系统研发或承接工程。

3)技术服务。与全国各大车企合作开展建设“新能源汽车”示范工程。

【预期效益】

本项目可为航天飞行器、水下潜器、无人机提供高效、高能量密度的先进电源技术,为国防建设提供有力技术支撑。

解决燃料电池汽车应用技术中的关键技术问题,为国家发展新能源汽车产业提供技术保障。

促进新能源汽车产业升级,有效解决纯电动汽车行驶里程和充电问题,具有巨大市场空间。

保护我国有限的石化资源,在能源日益紧缺的情况下是对常规能源利用的有益补充。

保护环境、增强人们的环保意识,可以改善城市环境、提高人民生活水平。

促进科学技术和相关产业的发展,可以全面提升国家综合竞争力。

实现能源供应多样化、优化能源结构和能源可持续发展,推动国家现代化的建设。

燃料电池汽车,不改变用户驾驶习惯,解决了锂电池续航里程焦虑和快速补充能源的问题,在低温启动、循环寿命与回收技术上也接近内燃机的性能,被认为是下一代能源技术。根据国际能源署的展望,2050年燃料电池乘用车保有量将达1 亿台,占比约30%,预计市场加速向上拐点将于2020-2025 年出现。

本项目项投资达产后年主营业务收入10亿元以上,经营期内平均税前利润总额9 000万元以上、净利润7 800万元以上,盈利能力较强,资本可获得良好的收益,并具有较强的抗风险性能力。

【联系方式】

联系人:王婷

电 话:021-60717900/15021168116

44环路热管技术

【技术开发单位】中国航天科技集团公司 北京空间飞行器总体设计部

【技术概述】环路热管依靠工质的相变实现高效的热传输。液体工质在蒸发器中的毛细芯外表面蒸发,吸收热量,产生的蒸气通过蒸气管路流向冷凝器,在冷凝器中释放热量冷凝成液体,液体回流至储液器,对蒸发器进行供液,如此循环工作实现热量的无外加动力的高效传输。

【技术指标】单套传热能力200~1 500 W,传输距离可达几十米,反重力高度>10 m,工作温区-60~80 ℃,极限热流密度>30 W/cm2。

【技术特点】环路热管具有传热量大、传输距离远、反重力工作能力强、无运动部件、长寿命、高可靠、可自主控温、具有柔性管路、安装方便、可解决小空间散热和大面积多热源散热等技术难题。

【先进程度】国际先进

【技术状态】小批量生产、工程应用阶段

【适用范围】可应用于航天器热控、航空器环境控制、车载/舰船电子设备散热、数据中心散热、太阳能利用、台式机和笔记本电脑散热、LED散热、工业余热回收等行业和领域。

【专利状态】授权发明专利6项,实用新型1项,受理专利6项。

【合作方式】许可使用合作开发技术服务

1)合作研发。与系统用户或电子设备研制方展开合作,共同开展散热系统研发或承接环路热管产品定制与供货。

2)技术服务。与各省市高新区合作推广使用环路热管节能环保技术。

【预期效益】作为通用散热技术,可广泛应用于航天器热控、航空器环境控制、车载/舰船电子设备散热、数据中心散热、太阳能利用、台式机和笔记本电脑散热、LED散热、工业余热回收等行业和领域。具有巨大的预期效益。

【联系方式】

联系人:张红星

电 话:010-68746029/13810025209

45卫星通信低剖面阵列动中通天线

【技术开发单位】中国电子科技集团公司第五十四研究所

【技术概述】采用高效率波导阵列、自动极化调整、电子波束扫描、集成一体化设计等技术,研制了低剖面、自跟踪的卫星通信天线系统,实现了在各种移动载体上卫星通信信号的发射与接收,可在快速移动中实现长时间、不间断的高速率信息传输,主要用于应急通信保障、新闻采集等诸多领域,满足各级指挥人员移动通信的需求。主要应用领域有:车载、机载、船载、便携应急通信、无人机领域和宽频带雷达领域等方面。

【技术指标】1)工作频段为C、X、Ku或Ka频段;2)等效口径为0.2~0.6m;3)满足便携或动中通使用技术要求。

【技术特点】1)采用新型双极化收发共口径波导阵列天线技术,天线辐射效率高;2)组阵灵活,采用模块化、集成化设计,天线剖面低、风阻小,适合装车和装机使用;3)采用相控阵电子波束扫描技术,结合陀螺稳定、惯导引导等综合惯导系统,保证了天线始终高精度跟踪卫星,保证通信畅通。

【先进程度】国际先进

【技术状态】小批量生产、工程应用阶段

【适用范围】车载、机载、船载卫星通信的应急救援、新闻采集与公共安全,还可应用于星载天线、微波通信以及宽频带雷达等。

【获奖情况】2014年12月获河北省科学技术进步奖一等奖;2016年11月获得河北省知识产权优势培育工程专利奖二等奖;2015年9月获中国电子科技集团公司专利金奖;2014年12月获中国电子学会科技进步一等奖;2013年11月获中国电子科技集团公司科技进步二等奖。

【专利状态】申报发明专利6项,均为有效状态。

【合作方式】合作开发技术服务

1)合作开发。与卫星通信、无人机遥控遥测、雷达等企业及控股股东展开合作,共同开展通信系统终端或无人机链路系统研发。

2)技术服务。与现有利用技术为通信企业单位提供天线设计开发及技术攻关等服务。

【预期效益】该技术可广泛应用于车载、机载等各个平台的卫星通信,未来三年预期产值为3亿元。“十三五”期间光热发电设备市场规模为150亿元,十年内设备市场规模可达450亿元。

【联系方式】

联系人:牛传峰

电 话:13171886628/0311-86924381

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