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2019氢能等重点专项申报指南发布

时间:2018-12-11 09:52:47来源:北极星储能网

根据北极星储能网消息,126日,科技部高新司发布《关于对国家重点研发计划高新领域可再生能源与氢能技术等9个重点专项 2019年度项目申报指南建议征求意见的通知》,其中“可再生能源与氢能技术”重点专项中有关氢能提出车用膜电极及批量制备技术、车用燃料电池空压机研发、车用燃料电池氢气再循环泵研发、70MPa 车载高压储氢瓶技术、车载液体储供氢技术、燃料电池车用氢气纯化技术、加氢站用高安全固态储供氢技术、70MPa 加氢站用加压加注关键设备、加氢关键部件安全性能测试技术及装备等9项重点研究任务。

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其中氢能与燃料电池部分如下:

1 车用膜电极及批量制备技术(共性关键技术类)

研究内容:针对商用车质子交换膜燃料电池的技术要求,研发高性能长寿命膜电极以及批量制备工艺。

具体包括:超薄高强质子交换膜技术;高活性催化剂料浆制备技术;高透氧及耐自由基攻击和抗反极催化层结构设计与涂覆技术;高气体通量气体扩散层结构设计与制备技术;边框材料与密封结构研究;膜电极的连续制备工艺开发。

考核指标:质子膜质子传导电阻0.02Ωcm2,氢渗透≤2mA/cm2,化学机械混合耐久性≥20000循环;膜电极活性面积≥200cm2Pt载量≤0.4mg/cm2,电输出性能≥2A/cm2@0.62V以及≥0.3A/cm2@0.8V;抗反极时间≥100分钟(75℃,0.2A/cm2),抗200次反极电流循环后(-10, 0.2A/cm2, 15s),膜电极性能损失≤5%;寿命≥2万小时(按燃料电池客车工况测试5000小时,性能衰退≤2.5%);膜电极生产速率≥20/分钟。

2 车用燃料电池空压机研发(共性关键技术类)

研究内容:针对车用燃料电池空压机开展关键技术研究。

具体包括:压气机气动优化设计技术;先进空气动压轴承技术及高速转子动力学匹配技术;超高速高效永磁电机技术;车载高频控制器技术;空压机系统一体化集成及控制技术;空压机系统减振降噪及可靠性提升技术;小批量制造工艺。

考核指标:额定流量125g/s;压缩比≥2.5,出口压力波动偏差≤3%;噪声≤80dB(A);振动最大均方根加速度≤10g,抗振等级符合ISO16750标准;怠速至额定转速响应时间≤3s;出口空气含油量≤0.03mg/Nm3;控制器输入功率≤14kW;寿命≥5000h,起停次数≥10万次;空压机系统(不含控制器)重量≤15kg

3 车用燃料电池氢气再循环泵研发(共性关键技术类)

研究内容:针对车用燃料电池氢气再循环泵开展关键技术研究。

具体包括:氢气再循环泵的总体设计技术;高速轴承转子系统动特性分析技术;氢气再循环泵防爆及密封设计技术;复杂多相介质环境适应性技术;氢气再循环泵的可靠性提升技术;氢气再循环泵的减振降噪技术;小批量制造工艺。

考核指标:出口压力0.2bar@1400L/min;系统效率≥60%,噪声70dB(A);寿命≥5000h;工作介质温度-30~90℃,工作介质湿度0%~120%RH;具备内部结冰堵转保护功能,结冰融化后可正常运行。

4 70MPa车载高压储氢瓶技术(共性关键技术类)

研究内容:针对我国70MPa 碳纤维缠绕氢瓶储氢密度偏低,瓶口组合阀主要依赖进口的问题,开展高密度车载高压储氢技术研究。

具体包括:高压氢气瓶内胆设计与制造技术;高强碳纤维缠绕设计及工艺优化;高耐候性粘结剂改性技术;碳纤维缠绕氢气瓶优化设计与工艺;高压瓶口组合阀及瓶口密封结构设计与制造技术。

考核指标:碳纤维缠绕氢气瓶公称工作压力70MPa,单位质量储氢密度≥5.0wt%(包括瓶口阀),压力循环次数≥7500次;安全性能满足UNGTR13要求;建立产品技术标准。

5 车载液体储供氢技术(共性关键技术类)

研究内容:针对重型车辆的车载大容量液体储供氢系统,开展高密度液体储供氢关键技术研究。

具体包括:高密度液体储供氢系统总体方案制定及参数匹配的研究;车用液体储氢容器、气态氢气发生装置、储氢液体加注泵等关键零部件的研制;储供氢系统状态监测和实时预警技术;液体储供氢系统的安全技术规范研究。

考核指标:单台车载系统供氢能力30kg,供氢速率≥10kg/h;液体储供氢系统的质量储氢密度≥6%wt,一次加满液氢后不释放氢气时间≥5天(或者日蒸发率≤6%)。制定车载液体储供氢系统的安全技术规范。

6 燃料电池车用氢气纯化技术(共性关键技术类)

研究内容:针对我国工业(高)纯氢中的H2S等有害杂质降低车用燃料电池寿命、固体颗粒降低加氢机可靠性等问题,开展燃料电池车用氢气低成本定向纯化技术研究。

具体包括:H2S等有害杂质的定向纯化材料;纯化材料与杂质成分的相互作用机制;氢纯化系统设计及其定向除杂技术;氢气中痕量杂质检测技术;氢气品质在线监控技术。

考核指标:氢气中总S(以H2S计)≤0.004ppm,甲醛≤0.01ppm,总卤化物(以卤离子计)≤ 0.05ppmNH30.1ppmCO0.2ppm,甲酸≤ 0.2ppm,颗粒物≤1.0mg/kg,纯化成本≤2.0/kg H2,实现氢气品质的在线监控。

7 加氢站用高安全固态储供氢技术(共性关键技术类)

研究内容:面向我国加氢站高安全储供氢需求,开展基于我国优势资源的高安全固态储供氢技术研究。

具体包括:基于我国优势资源低成本固态储氢材料设计与制备技术;高安全低压高密度固态储氢装置设计和制备技术;静态压缩装置设计和制备技术;储供氢装置热管理系统设计技术;储供氢装置站用安全监控技术。

考核指标:固态储氢容器内容积体积储氢密度55kg/m3@10Mpa;静态压缩供氢压力≥70MPa;供氢速率≥1kg/min

8 70MPa加氢站用加压加注关键设备(共性关键技术类)

研究内容:针对70MPa加氢站用加压加注关键设备开展关键技术的研究。

具体包括:90MPa氢压缩机整体设计及核心部件开发,整机可靠性研究;预冷加注一体化加氢机核心部件设计和工艺研究,整机可靠性研究;通过本项目突破氢压缩机和加氢机核心关键技术,实现小批量的生产和配套。

考核指标:加氢机:加注压力70MPa,加氢精度不低于1.5%,符合国家标准并兼容国际主流标准和加注协议,零部件国产化率≥80%;氢气压缩机:压缩机排气压力≥87.5MPa,排气流量≥每小时200标方(进气压力15MPa时),轴功率≤46.5kW;氢气压缩机连续无故障运行≥500小时;零部件国产化率≥90%

9 加氢关键部件安全性能测试技术及装备(共性关键技术类)

研究内容:针对加氢站关键零部件泄漏、断裂等问题,开展相应的安全性能测试技术及装备研究。

具体包括:加氢站关键零部件失效模式分析、故障检测和安全评价技术;密封件及密封材料在高压氢环境中损伤检测技术及测试装备;供氢系统关键零部件高压高速氢气冲击(蚀)/自燃损伤检测技术及测试装备;火灾等极端条件下加氢站高压储氢容器的失效机制和泄爆技术。

考核指标:(1)密封材料在高压氢环境中损伤检测装置:氢气压力140MPa、温度0~200℃,氢气环境内部动态力施加装置行程≥20mm;(2)密封件临氢环境服役性能测试装置:测试压力140MPa、测试温度-60~150℃,氢气自动循环频率≥3/分钟;(3)高压氢气冲击(蚀)/自燃测试装备:测试压力140MPa、测试温度-60~150℃,最大氢气流速≥60m/s;(4)建立高压氢环境典型密封材料性能数据库、相关测试评价方法及技术标准。

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