近日,美国能源部(DOE)宣布根据《两党基础设施法案》拨款,投入7.5亿美元加速清洁氢能技术开发,特别是电解槽和燃料电池技术,降低氢能技术成本,最终推进到2026年实现电解槽制氢成本降至每千克2美元以下的目标。具体资助项目如下:
1、电解制氢技术
(1)低成本、高通量电解槽制造技术
本主题重点关注已验证技术的创新,包括质子交换膜(PEM)、固体氧化物电解槽(SOEC)、先进的碱性电解槽(LA)技术等。具体包括电池和堆栈组装自动化、卷对卷制造、质量控制、在线检测、泄漏检查和调节以及连续热加工技术。
(2)电解槽组件和供应链开发
本主题将支持先进、高性能电解槽组件和制造工艺/设备的研发,使其在短期内实现商业化应用;支持国内电解槽供应链,包括材料和组件供应商,使其开发的先进高性能组件具有低成本、高通量制造能力,从而满足堆栈和系统成本、效率、耐用性和其他指标要求。具体关注的组件技术包括隔膜、多孔传输层、双极板、催化剂等。
(3)先进的电解槽技术及组件开发技术
本主题将支持先进或颠覆性的电解槽材料、组件和电解槽技术研发,以满足电解槽未来性能、耐用性和应用成本目标。与主题1和主题2相比,预计应用风险更高,技术成熟度水平(TRL:3-5)更低,可能产生更深远的影响。具体而言,本主题将支持实验室规模的技术研发,重点提高电解槽性能、耐用性,降低材料和组件(如催化剂、电极、隔膜、分离器)成本。
2、燃料电池制造和回收利用技术
(1)燃料电池膜电极、堆栈制造与自动化技术
本主题旨在提高质子交换膜(PEM)燃料电池制造能力以解决重型车辆的实际应用。重点关注高容量膜电极(MEA)组件制造、堆栈组装制造、自动化制造、质量控制方法、组装和/或组装后测试、重型车辆燃料电池系统控制、其他大批量低成本制造技术等。此外,本主题还将支持和鼓励退役装置再制造工艺和技术开发,促进关键材料回收利用。
(2)燃料电池供应链建设
本主题将支持研发部门建立或扩大美国关键PEM燃料电池材料和组件稳定的供应链。重点关注4个关键领域,包括气体扩散层、催化剂、双极板、非-全氟磺酸(PFSA)膜,以生产具有成本竞争力、可扩展、高性能和耐用的PEM燃料电池材料和组件。技术和制造工艺必须能够满足每个组件的成本和性能指标要求,重点是满足2030年重型车辆燃料电池系统所需的指标,即生产成本80美元/千瓦,25000小时耐用性和68%的燃料电池系统峰值效率。
3、燃料电池循环和再利用技术
本主题旨在建立一个由工业界、学术界、非营利组织和国家实验室组成的合作联盟,以解决低温环境下PEM燃料电池和电解槽系统寿命缩短和关键供应链安全问题。随着低温燃料电池和电解槽市场将达到吉瓦级规模,报废电池的数量将大幅增加,特别是贵金属等关键矿物的短缺将是一大挑战。该合作联盟将开发和验证燃料电池回收和循环利用方法,重点关注铂族金属材料、膜电极组件、离聚物和自动拆卸技术等,从而实现低成本、低碳足迹的高效回收循环利用。
原标题: 美国能源部资助7.5亿美元加速清洁氢能技术开发