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1、国内外燃料电池产业知多少国内外燃料电池产业知多少 证券研究报告 安信证券研究中心 汽车研究团队 袁 伟 183 2172 1276 SAC执业证书编号:S1450518100002 联系人:刘国荣 2020年4月 目录目录 燃料电池与纯电动的技术路线区别燃料电池与纯电动的技术路线区别 产业化尚处初期,各国政策引导发展产业化尚处初期,各国政策引导发展 国内技术快速追赶,尚待政策加码国内技术快速追赶,尚待政策加码 投资建议与风险提示投资建议与风险提示 qRsNpPqMrMoQoMmNvNnMsR9PaObRoMrRsQnNiNrRsOjMnPqO7NnMqRuOqQnOwMnNyR燃料电池介绍及工
2、作原理燃料电池介绍及工作原理 燃料电池工作原理燃料电池工作原理 介绍:介绍:燃料电池是通过化学反应,将燃料与氧化剂中蕴含的化学能转化为电能的装臵。 总化学式:总化学式:2 2 H H2 2 +O+O2 2= =2 2H H2 2O O 工作原理:工作原理:1) H H2 2进入燃料电池的氢电极(阳极); 2) H H2 2与覆盖在阳极上的催化剂反应,释放电子形成带正电荷的H H+ +;H H2 22 2H H+ + +2 2e e- - 3)H H+ +穿过电解液到达阴极; 4)e e- -流入电路,形成电流,产生电能; 5)在阴极,催化剂使H H+ +与空气中的O O2 2结合形成水。 2
3、2H H+ + +2 2e e- -+ +1 1/ /2 2O O2 2H H2 2O O 燃料电池单元结构燃料电池单元结构 资料来源:汽车之家,安信证券研究中心 资料来源:汽车之家,安信证券研究中心 燃料电池分类燃料电池分类 分类:分类:根据电解质电解质的不同,燃料电池可以分为质子交换膜燃料电池质子交换膜燃料电池(PEMFC)(PEMFC)、熔融碳酸盐燃料电池熔融碳酸盐燃料电池(MCFC)(MCFC)、磷酸燃料电池磷酸燃料电池(PAFCPAFC)、固体氧化物燃料电池固体氧化物燃料电池(SOFC)(SOFC)、碱性燃料电池碱性燃料电池(AFCAFC)。 PEMFC电池由于运行温度低,启动时间短
4、,对氧化剂要求低等特性,成为应用最广泛的燃料电池。 资料来源:瑞士万通,安信证券研究中心 燃料电池燃料电池类型类型 电解液电解液 运行温度运行温度() 催化剂催化剂 比功率比功率(W/KgW/Kg) 发电效率发电效率(%) 优势优势 劣势劣势 应用领域应用领域 PEMFC 质子交换膜 50-100 铂金 30-1000 40-60 启动快; 工作温度低; 可以将空气作为氧化剂 对CO敏感; 需要将反应物加湿 汽车; 便携式电源 AFC 碱性电解液 90-100 镍、银 35-105 45-60 启动快; 工作温度低; 需要纯氧作催化剂 航空航天; 军事 PAFC 磷酸 150-200 LaMn
5、O3/LaCoO3 100-200 35-40 对CO2敏感; 对CO敏感; 启动较慢 分布式发电 SOFC 固体氧化物 650-1000 铂金 15-20 50-60 可以将空气作为氧化剂; 较高的能量效率 运行温度较高 大型分布式发电; 便携式电源 MCFC 熔融碳酸盐 600-700 镍 30-40 45-60 可以将空气作为氧化剂; 较高的能量效率 运行温度较高 大型分布式发电; 燃料电池分类燃料电池分类 PEMFCAFCPAFCSOFCMCFCPEMFCPEMFC电池应用最广泛电池应用最广泛 资料来源:瑞士万通,安信证券研究中心 燃料电池车燃料电池车VSVS电动汽车:续航电动汽车:续
6、航+ +加氢时间加氢时间 应用领域:应用领域:燃料电池应用广泛,由早期的潜艇、航天等特殊领域逐渐商业化至民用领域,主要分为固定式电源、便携式电源和交通运输等。 交通运输是爆发最迅猛交通运输是爆发最迅猛、关注度最高的应用领域:关注度最高的应用领域:受益各国政策,大型车企的燃料电池汽车研发如火如荼,据国际能源署,交通运输类的燃料电池出货量从2011年的27.6MW暴涨至2018年的562.6MW,CAGR高达54%。 燃料电池车燃料电池车VSVS电动汽车:电动汽车: 1 1)共同点:共同点:EV与FCV是新能源汽车行业的两只主力军,共同点是电气化、 绿色清洁和无噪音; 2 2)区别:区别:燃料电池