燃料電池-明天的新能源

1、燃料電池明天的新能源摘要：人們對能源的利用將步入一個(gè)新時(shí)代。燃料電池被認(rèn)為是21世紀(jì)首選的潔凈、高效發(fā)電技術(shù)。在未來30年內(nèi)，燃料電池將作為分散電站，主要用于家庭、辦公大樓、醫(yī)院、商業(yè)區(qū)、社區(qū)等供電，規(guī)模在千瓦至幾十兆瓦范圍；并向大規(guī)模電站發(fā)展，作為集中發(fā)電取代目前的火力發(fā)電，以及向燃料電池與蒸氣輪機(jī)技術(shù)集成方向發(fā)展，形成聯(lián)合循環(huán)發(fā)電技術(shù)。從來沒有哪一個(gè)象它那樣受到世人如此的青睞。燃料電池被稱之為繼火電、水電和核電之后的第四種電力二十一世紀(jì)電力的希望之星！本文從電池起源，到燃料電池的誕生、發(fā)展、應(yīng)用和前景展望等多方面，圖文并茂地展現(xiàn)出燃料電池的發(fā)展現(xiàn)狀與美好未來。作為一種能源，從來沒有哪一個(gè)象

2、它那樣受到如此青睞：近十年來，國外政府和企業(yè)對它的投資額超過100億美元；美國將它列為27項(xiàng)涉及國家安全技術(shù)之一；日本政府認(rèn)為它是21世紀(jì)能源環(huán)境領(lǐng)域的核心；加拿大計(jì)劃將它發(fā)展成國家的支柱產(chǎn)業(yè)。它就是燃料電池，被稱之為繼火電、水電和核電之后的第四種電力，二十一世紀(jì)電力的希望之星！美國俄克拉荷馬州立法者本格曾說：“我認(rèn)為，就象懷特兄弟認(rèn)為他們的飛機(jī)能飛一樣，燃料電池不是白日夢，是我們將要看到的事實(shí)”。1、燃料電池移動的清潔能源電池是人類一個(gè)偉大的發(fā)明。它可以隨時(shí)隨地為您帶來光明和動力。從最初的手電筒、收錄機(jī)、汽車到現(xiàn)在的電腦、手機(jī)、隨身聽、BP機(jī)、照相機(jī)、計(jì)算器， 電池在我們生活中的使用量正在迅

3、速增加，已深入到我們生活和工作的每一個(gè)角落。1.1 什么是電池一種將其它形式的能量直接轉(zhuǎn)換為直流電的裝置。干電池和手機(jī)電池是目前我們常見的形式。電池按轉(zhuǎn)換能量方式分兩大類：一類是物理電池，如太陽能電池；另一類是化學(xué)電池，即把化學(xué)能轉(zhuǎn)變?yōu)殡娔艿难b置?；瘜W(xué)電池按工作性質(zhì)可分為：一次電池（原電池）；二次電池（可充電電池）。其中：一次電池可分為：糊式鋅錳電池、扣式鋅銀電池、鋅空氣電池等。二次電池可分為：鎘鎳電池、氫鎳電池、鋰電池和鉛酸蓄電池等。任何一種電池由四個(gè)基本部件組成，這四個(gè)主要部件是正負(fù)兩個(gè)電極、電解質(zhì)、隔膜和外殼。1.2 電池的歷史從伏特電池的出現(xiàn)到今天，電池已走過了200多年的艱辛路程，作

4、為提供直流電的能源，它已廣泛用于日常生活、科學(xué)實(shí)驗(yàn)和航天中。（1） 古墓電池1936年，一群修建鐵路的民工在伊拉克首都巴格達(dá)城近郊格加特拉布阿村鋪設(shè)路基時(shí)，偶然發(fā)掘出一座用巨大石板砌成的古代墳?zāi)?，墓?nèi)有大量距今二千一百多年前的石器物，這些古物都是公元前247年至公元前226年時(shí)期的。參加這次考古發(fā)掘工作的當(dāng)時(shí)擔(dān)任伊拉克博物館長的考古學(xué)家瓦利哈拉姆卡維尼格記述了石棺內(nèi)的物品：“陶制器皿料似花瓶，高15厘米，白色中雜一點(diǎn)淡黃色，邊沿已破碎，上端為口狀，瓶里裝滿了瀝青。瀝青之中有一銅管，直徑2.6厘米，高9厘米，銅管頂端有一層瀝青，并有一根銹跡斑斑的鐵棒，鐵棒高出瀝青絕緣體1厘米，由一層灰色偏黃的物

5、質(zhì)覆蓋著，看上去好像是一組化學(xué)儀器?！?經(jīng)過研究和鑒定，這種古器物被稱為“巴格達(dá)古化學(xué)電池”。有些科學(xué)家仿照它的材料和方法，經(jīng)通電試驗(yàn)的結(jié)果表明：這些古電池（仿制品）真的可以通電。關(guān)于“巴格達(dá)古化學(xué)電池”問題，直到今天國際學(xué)術(shù)界仍然爭論不休、意見紛紜、無法對這個(gè)奇跡作出結(jié)論。（2） 世界上第一個(gè)真正的電池 意大利科學(xué)家伏特（Volta）在1800年發(fā)明的“伏特電池”是世界上第一個(gè)真正的電池。在伏特的那個(gè)時(shí)代，人們只停留在靜電現(xiàn)象的研究。伏特在意大利物理學(xué)家伽伐尼發(fā)現(xiàn)的“動物電”現(xiàn)象的啟發(fā)下，于1792年開始研究“動物電”及相關(guān)效應(yīng)。他通過大量實(shí)驗(yàn)，否定了“動物電”是動物固有的說法，認(rèn)為產(chǎn)生于兩

6、類導(dǎo)體所組成的電路中。伏特把若干種導(dǎo)體聯(lián)接起來進(jìn)行了長期實(shí)驗(yàn)，終于研制成第一個(gè)長時(shí)間可持續(xù)的電流源伏特電堆，并在此基礎(chǔ)上發(fā)明了伏特電池，這個(gè)電池是由一些金屬（銅、銀、鋅）片和濕的硬紙片組成。伏特電池是19世紀(jì)初具有劃時(shí)代意義的偉大發(fā)明。人們?yōu)榱思o(jì)念他，將電壓單位命名為“伏特”。這一發(fā)明在此后的相當(dāng)長的時(shí)間內(nèi)成為人們獲得穩(wěn)定的持續(xù)電流的唯一手段。如今，生活中常用的1號或5號干電池就是由伏特電池發(fā)展演變而來的。（3） 蓄電池蓄電池是通過充電將電能轉(zhuǎn)變?yōu)榛瘜W(xué)能儲存起來，使用時(shí)再將化學(xué)能轉(zhuǎn)變?yōu)殡娔茚尫懦鰜淼囊环N化學(xué)電池。其轉(zhuǎn)變的過程是可逆的。1859年法國人普蘭特發(fā)明了世界上第一個(gè)可充電電池鉛蓄電池，

7、1899年瓊格納獲得了堿性鎳鎘電池專利，1901年愛迪生獲得了鎳鐵蓄電池專利。這三種電池迄今為止仍是蓄電池的主要產(chǎn)品。20世紀(jì)80年代成功研制了鎳氫蓄電池，它的循環(huán)使用壽命可長達(dá)10年，現(xiàn)已逐步在航天領(lǐng)域取代鎳鎘電池?，F(xiàn)在的筆記本電池也有部分使用了它。（4） 其它電池鋅錳干電池：1868年法國勒蘭社（Leclanche）發(fā)明。 鋅銀電池：1943年法安德烈（Andre）發(fā)明。 鋅汞電池：1947年美茹賓（Ruben）研制成功。 鋰電池：20世紀(jì)70年代研制成功的一種新型電池，既可做成原電池，也可制成蓄電池，有極優(yōu)異的性能，如比能量高，溫度使用范圍寬，放電電壓平坦，體積小，無電解液滲漏，并且電壓

8、隨放電時(shí)間緩慢下降，可預(yù)示電池使用壽命。它現(xiàn)已應(yīng)用于高性能的手機(jī)和筆記本電腦中。核電池：把核能直接轉(zhuǎn)換成電能的裝置。該種電池可產(chǎn)生高電壓，但電流很小?？捎糜谌嗽煨l(wèi)星及探測飛船中，可長期使用。太陽電池：一種利用太陽光與材料相互作用直接產(chǎn)生電能、對環(huán)境無污染的可再生能源。其發(fā)電原理是基于光伏效應(yīng)，有太陽光的光量子與材料相互作用而產(chǎn)生電勢。1.3 什么是燃料電池燃料電池是化學(xué)電池的一種，顧名思義，它與“燃料”和“電池”這兩個(gè)詞有關(guān)。煤、木材、石油、氫氣等燃料在空氣（氧氣）中燃燒時(shí)，最直接的現(xiàn)象就是發(fā)光發(fā)熱，產(chǎn)生火。火，曾經(jīng)被人們贊美過，也被人詛咒過。當(dāng)它熊熊地燃燒，為人們做出香噴噴的飯菜，為社會煉出

9、合格鋼材時(shí)，人們就情不自禁地為其奉獻(xiàn)精神豎起了大拇指；而當(dāng)它變了臉，無情地吞噬著人們的財(cái)產(chǎn)和寶貴生命時(shí)，當(dāng)它瘋狂地摧毀雄偉的高樓大廈時(shí)，人們便要詛咒它的冷酷、殘忍。電池是在一種或多種化學(xué)溶液組成的電解質(zhì)中，插入兩根稱為電極的金屬棒。一個(gè)電極上的電勢比另一個(gè)電極上的大，因此，如果這兩個(gè)電極用一根導(dǎo)線連接起來，電子就會通過導(dǎo)線從一個(gè)電極流向另一個(gè)電極。這樣的電子流就是電流，只要電池中進(jìn)行化學(xué)反應(yīng)，這種電流就會繼續(xù)下去。手電筒的電池是這種電池的一個(gè)例子。燃料電池是一種把燃料和電池兩種概念結(jié)合在一起的裝置。它的結(jié)構(gòu)與普通電池相同，也有陰極、陽極，通過電解質(zhì)將兩電極隔開，但不需用昂貴的金屬而只用便宜的燃

10、料來進(jìn)行“燃燒”，當(dāng)然，產(chǎn)生的現(xiàn)象不是火，而是通過化學(xué)反應(yīng)變?yōu)殡娔茌敵?。我們知道，一個(gè)水分子由兩個(gè)氫原子和一個(gè)氧原子構(gòu)成，用電解法可使水分子中的氫原子和氧原子“分家”，得到氫氣和氧氣。燃料電池的工作過程是與電解水正好相反的電化學(xué)反應(yīng)過程：燃料中的氫與氧化劑中析氧分別在電解質(zhì)兩邊的正負(fù)極上發(fā)生反應(yīng)生成水，同時(shí)產(chǎn)生電流。如圖，工作時(shí)向負(fù)極供給燃料（氫），向正極供給氧化劑（空氣）。氫在負(fù)極分解成正離子H+ 和電子e。氫離子進(jìn)入電解液中，而電子則沿外部電路移向正極。用電的負(fù)載就接在外部電路中。在正極上，空氣中的氧同電解液中的氫離子吸收抵達(dá)正極上的電子形成水。當(dāng)源源不斷地從外部向燃料電池供給燃料和氧化劑

11、時(shí)，它可以連續(xù)發(fā)電。從理論上講，任何能發(fā)生電化學(xué)氧化還原反應(yīng)的氣體均可作為燃料電池的燃料或氧化劑。氫氣是燃料電池常用的燃料氣。氧是燃料電池中常用的氧化劑，它能很方便地從空氣中獲取。在地球周圍單質(zhì)氫是極少的，在地殼中的某些特定條件下雖然也有氫氣存在，但都難于開采與回收。然而，氫具有高的電化學(xué)反應(yīng)活性，可以從石油、天然氣、甲醇、烴類或煤等通用燃料中轉(zhuǎn)化而得。生物質(zhì)能也是氫的重要來源，如：細(xì)菌制氫、發(fā)酵制氫及沼氣回收等。工業(yè)副產(chǎn)氫也是燃料電池獲得燃料的有效途徑。現(xiàn)在推出的燃料電池，按所用電解質(zhì)材料來分共有五種類型：堿溶液型、磷酸型、熔融碳酸鹽型、固體氧化物型和質(zhì)子交換膜型燃料電池。1.4 燃料電池的

12、歷史1839年英國的格魯夫（Grove）發(fā)明了燃料電池，并用這種以鉑黑為電極催化劑的簡單的氫氧燃料電池點(diǎn)亮了倫敦講演廳的照明燈。1889年，英國蒙得（Mond）等人把石棉網(wǎng)狀多孔性支持物浸入稀硫酸，以粉末鉑黑作催化劑，鉑或金作載流體，開發(fā)了電流密度為3.6 mAcm2，電壓為0.73V的燃料電池?，F(xiàn)在看來，當(dāng)年他們的電池從結(jié)構(gòu)上已經(jīng)接近現(xiàn)代的燃料電池。并首先采用了燃料電池這一名稱。1921年，德國人伊芭（EBaur）以碳酸鉀和碳酸鈉的混合熔融鹽為電解液，氧化鐵為陰極，空氣作為陰極活性物質(zhì)，鐵為陽極，氫為陽極活性物質(zhì)構(gòu)成燃料電池。在800陰極電流密度為4.1mAcm2時(shí)，電壓為0.765V，這個(gè)

13、電池成為今日熔融碳酸鹽燃料電池的基礎(chǔ)。1932年，英國的班考（Bacon）用堿作電解液構(gòu)成燃料電池，他用鎳代替昂貴的鉑作電極材料, 并通過提高溫度和增大體系壓力來提高鎳的催化活性，同時(shí)他用多孔氣體擴(kuò)散電極來得到氣-液-固三相接觸的較大的表面積。1952年獲得了班考電池專利，該專利轉(zhuǎn)讓美國后，經(jīng)大幅度改進(jìn)才用于阿波羅登月艙的電源，實(shí)現(xiàn)了人類登上月球的夢想，由于新聞媒介的報(bào)道，燃料電池也因此而舉成名。20世紀(jì)50年代有了實(shí)質(zhì)性的進(jìn)展，班考用高壓氫氧制成了具有實(shí)用功率水平的燃料電池。60年代初，美國通用電氣公司研制出質(zhì)子交換膜燃料電池，并用于雙子星座飛船飛行，作為船上的主電源。同時(shí)，兆瓦級的磷酸燃料

14、電池也研制成功。80年代，使用熔融鹽或固體電解質(zhì)的高溫燃料電池越來越被人們所重視，尤其是美國、日本等國都在進(jìn)行類似研究，以1988年1月1991年7月在日本申請的專利就有27l件, 涉及到的企業(yè)有40多家。 近二十年來燃料電池得到很大的發(fā)展，各類高性能，高穩(wěn)定性的燃料電池已被廣泛地應(yīng)用于字航、船舶、電氣、通訊及運(yùn)輸?shù)确矫妗Ｌ貏e是近年由于全球?qū)τ谔岣吣茉蠢寐始皽p少環(huán)境污染的需要，燃料電池再次受到廣泛重視。1.5 燃料電池的特點(diǎn)（1）具有發(fā)電站的功能作為發(fā)電站，應(yīng)能24小時(shí)不間斷提供大功率電力?；鹆Πl(fā)電站機(jī)組的規(guī)模足夠大才能獲得令人滿意的效率，但裝有巨型機(jī)組的發(fā)電廠又受各種條件的限制不能貼進(jìn)用戶

15、，因此只好集中發(fā)電由電網(wǎng)輸送給用戶。但是用戶的用電負(fù)荷變化有時(shí)呈現(xiàn)為高峰，有時(shí)則呈現(xiàn)為低谷。為了適應(yīng)用電負(fù)荷的變化只好備用一部分機(jī)組或修建抽水蓄能電站來應(yīng)急，這在總體上都是以犧牲電網(wǎng)的效益為代價(jià)的。燃料電池可以提供持續(xù)的電力。普通的錳干電池的化學(xué)反應(yīng)物是事先存放在電池內(nèi)部的，電池向外供電時(shí)，反應(yīng)物質(zhì)被消耗卻得不到補(bǔ)充，反應(yīng)物質(zhì)一旦消耗空，電池就不能再繼續(xù)供電，也就壽終正寢了；對于蓄電池而言，則必須充入反向電流使其反應(yīng)物質(zhì)得到恢復(fù)，才能繼續(xù)工作。燃料電池則不同，因?yàn)槿剂鲜菑耐獠枯斎氲?，只要它們得到了不斷的供給，燃料電池就可以源源不斷地向外供電。燃料電池可以提供高功率的電力。燃料電池發(fā)電裝置是由許

16、多基本單元組成的。一個(gè)基本單元是兩個(gè)電極夾一個(gè)電解質(zhì)板。將上百個(gè)基本單元組裝起來就構(gòu)成一個(gè)電池組，再將電池組集合起來就形成了發(fā)電站?？梢愿鶕?jù)不同的需要靈活地組裝出不同規(guī)模的燃料電池發(fā)電站。如日本已建成功率達(dá)11萬千瓦的試驗(yàn)性燃料電池電廠，大約可供應(yīng)一座30萬人口城市的全部用電量；德國試驗(yàn)出了可為電動汽車提供電能的50千瓦燃料電池。燃料電池的基本單元可按設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)預(yù)先進(jìn)行大規(guī)模生產(chǎn)，所以燃料電池電站的建設(shè)成本低，建造周期短。另外，由于燃料電池重量輕、體積小、比功率高，移動起來比較容易，所以它特別適合在海島上或邊遠(yuǎn)地區(qū)建造發(fā)電站，或建造分散型電站。 （2）效率高與目前居主要地位的火力發(fā)電相比，燃料電

17、池發(fā)電結(jié)構(gòu)簡單，能量轉(zhuǎn)換效率高，還沒有任何污染?；鹆Πl(fā)電首先要使燃料在鍋爐中燃燒，加熱鍋爐中的水得到水蒸汽，水蒸汽再推動汽輪機(jī)轉(zhuǎn)動，汽輪機(jī)帶動發(fā)電機(jī)發(fā)出電流。燃料中的能量要經(jīng)過化學(xué)能熱能機(jī)械能電能的多次轉(zhuǎn)化，因而造成極大的能量損失，最終只有不到40的能量轉(zhuǎn)化為電能。而燃料電池直接把化學(xué)能轉(zhuǎn)化為電能，不經(jīng)過中間環(huán)節(jié)，從而大大減少了能量損失，其能量轉(zhuǎn)換效率可高達(dá)80以上。（3）無污染電池的主要成份是鎘、鉻、鎳、錳、汞等化學(xué)元素。這些重金屬對環(huán)境的破壞性很大：一粒紐扣電池能污染60萬公升水體；一節(jié)一號電池爛在地里會使一立方米左右的土壤無法利用。這些重金屬滲入水土后，如經(jīng)飲食途徑攝入人體，還會危害健康

18、。有資料表明，如長期食用被鎘污染的米和水，會發(fā)生骨質(zhì)改變和貧血；鉻會引起胃腸道潰瘍和腎損傷；鎳有致癌傾向，還可導(dǎo)致心肌損傷；汞可通過血腦屏障進(jìn)入中輸神經(jīng)，造成植物神經(jīng)紊亂甚至性格改變；鉛被攝入后不易排泄，高血鉛會導(dǎo)致兒童行為異常和低智商；錳雖為人體所需的微量元素，但吸收過多也會引起中毒。我國是電池生產(chǎn)和消費(fèi)大國，目前年產(chǎn)量達(dá)140億枚，占世界產(chǎn)量1/3。長年累月，若毫無顧忌地將它們隨手扔進(jìn)垃圾箱至填埋場，也無法消除它們對人體和環(huán)境的不良影響。若把廢電池混入生活垃圾中一起填埋，久而久之，慘出的重金屬可能污染地下水和土壤。 燃料電池的生成物主要是水，基本上不排放有害氣體，所以它是一種非常清潔的能源

19、。據(jù)報(bào)道，一些燃料電池的有害氣體排放量比美國的國家環(huán)保標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定低兩個(gè)數(shù)量級。另外，燃料電池是靜止發(fā)電，本身無機(jī)械傳動裝置，只是在控制系統(tǒng)等輔助裝置中有運(yùn)動部件，因而它工作時(shí)振動很小，噪音很低。2、燃料電池的現(xiàn)狀燃料電池是唯一同時(shí)兼?zhèn)錈o污染、高效率、適用廣、無噪聲和具有連續(xù)工作和積木化的動力裝置。燃料電池的產(chǎn)業(yè)化現(xiàn)已初露端倪，作為一種革命性的新能源生產(chǎn)形式，它是21世紀(jì)電力與動力生產(chǎn)的主要發(fā)展方向之一，是石油、煤炭等傳統(tǒng)能源的優(yōu)秀“接班人”。2.1 產(chǎn)品在電池這個(gè)大家族中，燃料電池已成為其中極富前途的一族，有著眾多“成員”。在160年的繁衍發(fā)展過程中，科學(xué)家們選用不同類型的電解質(zhì)、不同材料的電極

20、，不同種類的氧化劑，設(shè)計(jì)了不同結(jié)構(gòu)的燃料電池。（1）堿溶液型燃料電池這是早期開發(fā)的產(chǎn)品。它用堿性液體做電解質(zhì)，工作溫度是室溫。20世紀(jì)6070年代時(shí)，美國阿波羅登月飛船、航天飛機(jī)和空間軌道站的動力電源均采用堿溶液型燃料電池。 70年代末，德國西門子公司研究了電極催化劑為非貴金屬的堿溶液型燃料電池，在此技術(shù)基礎(chǔ)上，將8個(gè)67kW 堿溶液型燃料電池堆組合在一起構(gòu)成48kW級系統(tǒng)，該系統(tǒng)輸出電壓為192V時(shí)電流可達(dá)250A。90年代后，燃料電池研究進(jìn)入了一個(gè)新的高潮，并成為德國國防技術(shù)發(fā)展的一部分。富士電機(jī)是日本研究堿溶液型燃料電池技術(shù)較早、成績最突出的公司，60年代開發(fā)了獨(dú)特的富士電極，并參與了日

21、本政府實(shí)施的1978年“日光計(jì)劃” 和1981年“月光計(jì)劃” 中堿溶液型燃料電池研制工作。1985年后又試制出3.6kW和7.5kW兩種堿溶液型燃料電池裝置。 進(jìn)入90年代后，由于新型燃料電池的出現(xiàn)，又因以液態(tài)氫為燃料的堿溶液型燃料電池造價(jià)昂貴，人們對它關(guān)注慢慢減少。 （2）磷酸燃料電池它以磷酸水溶液作為電解質(zhì)，工作溫度為150220，發(fā)電效率達(dá)4050。技術(shù)開發(fā)始于美國。1967年初，美國聯(lián)合技術(shù)公司等組成的大財(cái)團(tuán)，對磷酸燃料電池進(jìn)行研究，歷經(jīng)10年，共制造了64臺PC11A-2型磷酸燃料電池發(fā)電裝置，先后在美國、加拿大和日本的35個(gè)地方進(jìn)行了試運(yùn)行。 80年代，日本新能源開發(fā)組織先后進(jìn)行1

22、MW 和200kW現(xiàn)場型發(fā)電裝置的研究，以適用于邊遠(yuǎn)地區(qū)或商業(yè)用的發(fā)電裝置?，F(xiàn)已建成兩座分別為1MW和5MW的磷酸燃料電池電廠，并通過試驗(yàn)運(yùn)行?，F(xiàn)在磷酸型燃料電池制造技術(shù)已達(dá)實(shí)用化水平，在美國和日本已有產(chǎn)品進(jìn)入市場。磷酸燃料電池是現(xiàn)在研究國家最多的燃料電池之一，它為大型發(fā)電站建設(shè)作出了巨大的貢獻(xiàn)，但它在能量綜合利用方面不如熔融碳酸鹽燃料電池和固體氧化物燃料電池，所以近年的研究投入減少，進(jìn)展速度減緩。（3）熔融碳酸鹽燃料電池它以高溫下處于熔化狀態(tài)的碳酸鹽(碳酸鋰、碳酸鉀)作為電解質(zhì)，工作溫度為600700，發(fā)電效率達(dá)4555，不僅可以直接利用余熱進(jìn)行供熱，而且排出的高溫氣體可以帶動氣輪機(jī)，進(jìn)行第

23、二次發(fā)電。它的最大的特點(diǎn)是可以組合成復(fù)合發(fā)電的電力回收型系統(tǒng)。 1987年后美國對該電池進(jìn)行大規(guī)模研制與實(shí)驗(yàn)。目前美國能源研究公司設(shè)計(jì)的一個(gè)20MW電池堆已在迪斯特（Destec）電源系統(tǒng)公司進(jìn)行聯(lián)網(wǎng)演示，效果良好。熔融碳酸鹽能量（MCP）公司推出最先進(jìn)MCP-3型電池堆，成為生產(chǎn)線上第一批產(chǎn)品，該電池堆燃料利用率為75，壽命達(dá)到1000h。 1991年后日本把該電池研究轉(zhuǎn)為重點(diǎn)。由三菱電機(jī)與美國能源研究公司合作研制的內(nèi)重整30kW熔融碳酸鹽燃料電池，已運(yùn)行了10000h。目前，石川島播磨重工有世界上最大面積（1.4m2）的熔融碳酸鹽燃料電池堆，試驗(yàn)壽命已達(dá)13000h。（4）固體氧化物燃料電

24、池它以固體氧化物燒結(jié)體(如氧化鋯)作為電解質(zhì)，工作溫度為9001000，發(fā)電效率可達(dá)5060。因?yàn)殡娊赓|(zhì)是固體的，所以避免了許多麻煩，維修費(fèi)用也大為降低。固體電解質(zhì)型燃料電池放出的余熱也能加熱水或蒸汽，或向其他工序供熱，也可用于二次發(fā)電，因此，它可用于建造熱電聯(lián)供系統(tǒng)。它的工作壽命很長，美國威斯汀豪斯公司制造的產(chǎn)品可連續(xù)工作5萬10萬小時(shí)，已達(dá)到了實(shí)用水平。美國西屋電氣公司在該電池的發(fā)展歷程中起了舉足輕重的作用，現(xiàn)已成為最有權(quán)威的單位。1962年，西屋電氣公司就以甲烷為燃料氣，完成了燃料催化轉(zhuǎn)化與電化學(xué)反應(yīng)兩個(gè)基礎(chǔ)過程，為固體氧化物燃料電池發(fā)展奠定了基礎(chǔ)。80年代后，該公司采用電化學(xué)氣相沉積技

25、術(shù)，使電池性能得到明顯提高，從而揭開了嶄新的一頁。1986-1987年，分別在美國田納西州和日本東京成功完成管式固體氧化物燃料電池組與發(fā)電機(jī)組的運(yùn)行試驗(yàn)，標(biāo)志著該電池研究從實(shí)驗(yàn)研究向商業(yè)發(fā)展。 固體氧化物燃料電池技術(shù)仍處于發(fā)展的初期，對于開發(fā)商來說，面臨的關(guān)鍵問題就是如何降低過高的成本，以提高其商業(yè)競爭力。（5）質(zhì)子交換膜燃料電池它用氟系高分子膜作電解質(zhì)。電池陰極產(chǎn)生的H+ 能夠穿過高分子膜到達(dá)陽極，并在那里被還原。這種燃料電池的起動時(shí)間短，結(jié)構(gòu)緊湊，功率密度高，工作溫度為60100，便于小型化、輕量化，適合作為可移動式電源使用。1981年，美國通用公司為美國LANL研制出交通運(yùn)輸器具的動力電

26、源，大大地推動了其技術(shù)的發(fā)展。由此，世界各國都爭相研究適合交通器具用的質(zhì)子交換膜燃料電池。其中，加拿大巴拉德公司是較為成功的一個(gè)。1987年，巴拉德采用全氟磺酸質(zhì)子交換膜，使該電池比功率達(dá)到3W/cm2。1997年，建成了3輛公共汽車質(zhì)子交換膜燃料電池的能源系統(tǒng)，已投入使用。其功率為250kW，工作效率達(dá)45%55%。在巴拉德公司帶動下，許多汽車制造商都參加了燃料電池車輛的研制，使該電池得到迅猛的發(fā)展。經(jīng)初步預(yù)測，未來十年極有可能達(dá)到10萬輛燃料電池汽車。1997年至2001年，各大公司更是研制出41種車用燃料電池。國際燃料電池產(chǎn)業(yè)巨頭加拿大巴拉德公司籌資3.2億美元，建成世界上第一個(gè)燃料電池

27、廠，去年月正式投產(chǎn)。質(zhì)子交換膜燃料電池是一種新型、有遠(yuǎn)大前途的燃料電池，各國政府與大公司均投入巨資展開激烈競爭，努力降低制造成本，以實(shí)現(xiàn)其商業(yè)化。美國普拉格能量公司與通用公司合作，2001年使10kw 質(zhì)子交換膜燃料電池進(jìn)入商業(yè)化，價(jià)格達(dá)到$7501000kW，大批量生產(chǎn)后，使其價(jià)格達(dá)到$350kW。2.2 應(yīng)用燃料電池廣泛應(yīng)用于電動汽車、航天飛機(jī)、潛艇、通訊系統(tǒng)、中小規(guī)模電站、家用電源、以及其他需要移動電源的場所。2.2.1 汽車工業(yè)隨著社會的發(fā)展，環(huán)境污染、能源危機(jī)日益嚴(yán)重，這些問題與汽車工業(yè)休戚相關(guān)，能否協(xié)調(diào)好它們之間的關(guān)系，對汽車工業(yè)的發(fā)展至關(guān)重要。隨著人們環(huán)保意識的提高，社會對零排放

28、、超低排放等新型汽車的呼聲日趨高漲，對人口密集，經(jīng)濟(jì)發(fā)達(dá)的大城市，減少汽車的排放和能耗顯得尤其重要。傳統(tǒng)的內(nèi)燃機(jī)在百年的發(fā)展歷程中，各項(xiàng)技術(shù)日臻完善，其技術(shù)革新的潛力有限，開發(fā)、研制可代用汽車動力源的工作勢在必行。質(zhì)子交換膜燃料電池因其高效、低污染及良好的環(huán)境適應(yīng)性，被認(rèn)為是最有前途的新一代汽車能源，國際上對此領(lǐng)域的研究和開發(fā)已經(jīng)投入了巨大的力量，已經(jīng)有許多樣車及試驗(yàn)車隊(duì)在運(yùn)行。新型燃料電池的廣泛應(yīng)用，將會引發(fā)汽車行業(yè)進(jìn)行一場新的技術(shù)革命，（1）氫燃料電池汽車通用汽車公司在2000年研制的“氫動一號”燃料電池車是以液態(tài)氫為燃料，以賽飛利廂式車為基礎(chǔ)改裝，它在悉尼奧運(yùn)會上作為千年奧運(yùn)的“綠色使者

29、”，是男女馬拉松賽跑的引導(dǎo)車，其燃料箱容積75L，電池組輸出功率5560kW，0100kmh加速時(shí)間為16s，最高車速140kmh，一次加注續(xù)駛里程為400km。2001年該公司在法蘭克福汽車展上又展示了新型燃料電池車“氫動三號”。 其主要性能為：液體氫罐容量為68L、氫儲存量為4.6kg。燃料電池組的尺寸為472mm251mm496mm，額定輸出功率為94kW。驅(qū)動電機(jī)的輸出功率為60kW、最高速度為150km、連續(xù)行駛距離為400km。在中國2001年全國工博會上，最吸引人的工業(yè)展品之一是上海研制成功的第一輛氫燃料電池展示車。它在外表上與普通汽車完全一樣，但當(dāng)你坐進(jìn)車?yán)?，就會發(fā)現(xiàn)它與眾不同

30、。車子全部由電驅(qū)動，行駛起來悄然無聲，即使是啟動時(shí)也很難察覺到。起步、停車安全可靠，加速飛馳也是異常的爽快。這是輛零污染的“汽車”，喝的是氫氣，排出的是純水?？梢哉f，這是一輛中國的“氫動一號”。 該車可乘5人，總重2500kg，最高時(shí)速113km。0100kmh的加速時(shí)間僅13s。這輛取名為“鳳凰”的燃料電池展示車，曾在2001年10月的APEC會議期間首次亮相。10月17日晚，前來出席APEC CEO峰會的美國通用汽車公司董事長約翰史密斯專程觀看了這輛車。他感到驚訝的是，上海在這么短的時(shí)間內(nèi)就推出了被稱為零排放的，而具世界先進(jìn)水平的高科技汽車燃料電池汽車。他現(xiàn)在已不懷疑上海的能力，并對中國充

31、滿了信心。據(jù)了解，上海研發(fā)燃料電池汽車的近期計(jì)劃是接近產(chǎn)品的前期開發(fā)和國產(chǎn)化，目標(biāo)計(jì)劃是鎖定2008年在北京奧運(yùn)會上能用上我國自己制造的燃料電池車，最終目的是使這種“新能源”汽車產(chǎn)業(yè)化。 甲醇燃料電池汽車 2000年11月7日，戴姆勒克萊斯勒集團(tuán)在柏林推出了一種燃料電池新車型NECAR5。它是以奔馳A級車為基礎(chǔ)改裝，配備了加拿大巴拉德公司的最新質(zhì)子交換膜燃料電池，采用甲醇來制取氫，燃料電池組最大輸出功率為75kW，最高車速為150kmh，一次充注續(xù)駛里程為450km。燃料電池的效率比以往測試車型提高了50%，同時(shí)驅(qū)動系統(tǒng)的體積顯著減小，重量也大幅度減輕。（3）乙醇燃料電池汽車 日本馬自達(dá)與美國

32、福特汽車公司在小型轎車“Premacy”的基礎(chǔ)上，聯(lián)合開發(fā)出了燃料電池車“Premacy-FC-EV”。這輛可坐五人，用乙醇作燃料的環(huán)保車已得到日本交通部批準(zhǔn)并獲得了汽車牌照，已開始在日本國內(nèi)進(jìn)行公路越野試驗(yàn)。其引擎的輸出功率為65kW。此外，馬自達(dá)將使用所開發(fā)的燃料電池車參加日石三菱及戴姆勒等共同開展的燃料汽車越野試驗(yàn)計(jì)劃。（4）汽油燃料電池汽車 豐田汽車在2001年第35屆東京汽車展上展出了新型的燃料電池汽車“FCHV-5”，它是用改質(zhì)型汽油類燃料的清潔碳?xì)浠衔锶剂蟻碇迫錃獾?。豐田將改質(zhì)器做得更小并安裝在汽車底板下，其尺寸為：寬600mm、厚880mm、高200mm。據(jù)說豐田目前已開始

33、在車輛中安裝了這種改質(zhì)器并進(jìn)行行駛試驗(yàn)。不過，豐田覺得這一尺寸還顯略大，準(zhǔn)備進(jìn)一步將其縮小到現(xiàn)在的1/3左右，以便能夠安裝到引擎室中。 （5）電動公共汽車 美國通用汽車公司生產(chǎn)的新型電動汽車業(yè)已面市， 并在加利福尼亞和亞利桑那州投入使用。據(jù)稱， 此舉可使全美國污染最嚴(yán)重的洛杉磯市在凈化空氣的斗爭中反敗為勝。該電動公共汽車使用高效燃料電池， 白天用， 晚上充電；或部分電池使用， 部分電池充電； 新型電池體積趨向小型化， 重量趨向輕型化。當(dāng)然， 這樣矛盾被轉(zhuǎn)化到電廠，他們算了一個(gè)總賬， 凈化一個(gè)大型電廠煙囪尾氣的投資比凈化百萬輛汽車的尾氣的投資要上算得多， 也容易得多。發(fā)展中國家可以一步到位， 不

34、必先全面發(fā)展尾氣凈化器， 后再發(fā)展電動公共汽車。有報(bào)導(dǎo)， 南美國家哥斯達(dá)黎加首都也已投入使用。 2.2.2 能源發(fā)電人們預(yù)期燃料電池發(fā)電系統(tǒng)是未來最有吸引力的發(fā)電方法之一，它的能量轉(zhuǎn)換效率高、燃料使用和場址選擇靈活、污染物排放量很少。美國國家科技委員會人士指出：“燃料電池將結(jié)束火力時(shí)代?！蹦壳皣庵攸c(diǎn)開發(fā)能源發(fā)電的有以下幾種燃料電池：一是磷酸鹽燃料電池：美國已完成12kW-200kW級就地發(fā)電裝置現(xiàn)場試驗(yàn)，技術(shù)趨于成熟，已可作為商品出售。日本自1981-1990年進(jìn)行集中研究, 對5兆瓦級加壓型和1兆瓦級常壓型電廠實(shí)施了運(yùn)行。 二是熔融碳酸鹽燃料電池：從1987年開始，美國燃料電池研究重點(diǎn)已由

35、磷酸鹽型轉(zhuǎn)向高溫熔融碳酸鹽型。計(jì)劃1992-1993年完成了70KW、120KW級熔融碳酸鹽燃料電堆的評估試驗(yàn)，第一座演示性200KW電站于1994年底開始運(yùn)轉(zhuǎn)，1998年開始出售正式產(chǎn)品。 三是質(zhì)子交換膜燃料電池：加拿大巴拉德公司和世界許多著名公司共同合作開發(fā)千瓦級以下的燃料電池發(fā)電廠。經(jīng)過5年研發(fā)，第一座250kW發(fā)電廠于1997年8月成功發(fā)電，1999年9月送至美國，經(jīng)過周密測試和評估，在提高設(shè)計(jì)性能與降低成本的基礎(chǔ)上，導(dǎo)致了第二座電廠的誕生，現(xiàn)安裝在柏林，輸出功率為250kW，也是在歐洲的第一次測試。很快巴拉德公司第三座250kW電廠也于2000年9月出現(xiàn)在瑞士的測試現(xiàn)場，2000年1

36、0月將第四座燃料電池電廠安裝在日本的NTT公司，開拓了亞洲市場，促進(jìn)了其商業(yè)化進(jìn)程。第一個(gè)早期商業(yè)化電廠已在2001年底面市。圖中所示分別是安裝在德國和美國的燃料電池裝置，目前正在測試。四是固體氧化物燃料電池：在固定電站領(lǐng)域，被稱為第三代燃料電池，正在積極的研制和開發(fā)中，是正在勃勃興起的新型發(fā)電方式之一。 殼牌氫氣公司和西門子西屋電力公司聯(lián)手開發(fā)和銷售一種獨(dú)具特色的，以天然氣為燃料的發(fā)電技術(shù)。該技術(shù)結(jié)合并應(yīng)用了高溫固體氧化物燃料電池，以及殼牌公司開發(fā)的二氧化碳清除技術(shù)，它可從本質(zhì)上根除可導(dǎo)致溫室效應(yīng)的氣體的排放。除了電力以外，這種先進(jìn)的裝置只產(chǎn)生水和純CO2。 CO2將被注入廢棄的油氣貯藏池，

37、在此永久“歸隱”，以取代曾被自然埋藏在地底達(dá)數(shù)百萬年之久的碳?xì)浠衔?。與常規(guī)發(fā)電技術(shù)相比，對發(fā)電量達(dá)10兆瓦等級的發(fā)電廠而言, 新型固體氧化物燃料電池發(fā)電廠可比常規(guī)技術(shù)更能有效地利用燃料，且成本更低廉、占地更少。 我國在開發(fā)燃料電池能源發(fā)電方面也做出了可喜的成績。最近，上海交大結(jié)合我國在21世紀(jì)能源發(fā)展的多元化趨勢，吸收了國內(nèi)外寶貴經(jīng)驗(yàn)，率先在國內(nèi)成功進(jìn)行了1-1.5千瓦的熔融碳酸鹽燃料電池發(fā)電實(shí)驗(yàn)。2001年7月,該項(xiàng)目通過了成果鑒定。該成果電池組連續(xù)工作達(dá)300小時(shí)，最大輸出功率達(dá)到1060瓦以上，電池組平均電池密度達(dá)到148.8mA/cm2。2.2.3 船舶工業(yè)原則上講，所有燃料電池都適

38、用于水面艦船的發(fā)電和/或推進(jìn)系統(tǒng)。這些燃料電池所用的燃料有氫氣、富氫氣體(如甲烷)或液態(tài)碳?xì)浠衔?如甲醇、柴油)，后者必須經(jīng)過適當(dāng)?shù)闹卣拍苡糜谌剂想姵叵到y(tǒng)。美國海軍1995年完成了一項(xiàng)燃料電池技術(shù)在用作船用電網(wǎng)和推進(jìn)系統(tǒng)時(shí)，對驅(qū)逐艦和小型護(hù)衛(wèi)艦等海軍戰(zhàn)艦的設(shè)計(jì)性能及其影響進(jìn)行了評價(jià)研究。1998年美國海事署對燃料電池在集裝箱船上的應(yīng)用進(jìn)行了研究，該船所需總動力為5440kW，它具備在集裝箱內(nèi)貯存加壓天然氣(LNG)的所有必要條件。在8x40ft的集裝箱中所裝載的天然氣燃料，能足夠行駛大約560NM，它比使用柴油約便宜了30，但這只船的缺點(diǎn)是熔融碳酸鹽燃料電池的預(yù)期壽命不長，在船上只能運(yùn)行大

39、約5年時(shí)間。德國西門子公司一直在進(jìn)行著潛艇動力電源的研究，在212級潛艇用的質(zhì)子交換膜燃料電池單元基礎(chǔ)上，最近又研制出120kW單元。此單元功率密度可達(dá)到280和300W/kg，在2000年左右開始批量生產(chǎn)。另外，西門子公司還研制了30-45kW氫-空氣燃料電池單元，它用貯存在艦艇上的氫或柴油液體燃料重整制得的氫進(jìn)行工作，在2000年左右可用于水面艦艇。預(yù)計(jì)到2003年將建成一艘Class 212型潛艇，它帶有一套300kW的供電裝置，依靠一個(gè)甲醇裂解爐來產(chǎn)生氫氣，巡航時(shí)速度可達(dá)8海里/h，氧氣儲備可供燃料電池、裂解器和全體船員呼吸使用，發(fā)電效率達(dá)到70%。2.2.4 航天工業(yè)60年代，燃料電

40、池成功地應(yīng)用于阿波羅登月飛船。從60年代開始，氫氧燃料電池廣泛應(yīng)用于宇航領(lǐng)域。美國飛機(jī)制造業(yè)巨頭波音公司2001年11月27日宣布，這家公司將研制一種使用環(huán)保燃料電池的電動飛機(jī)，預(yù)計(jì)在2004年首次試飛。該公司正與在西班牙馬德里新設(shè)的波音技術(shù)研究開發(fā)中心等聯(lián)合進(jìn)行這項(xiàng)開發(fā)計(jì)劃。波音公司表示，研制這種電動飛機(jī)，主要是想檢測燃料電池在航空領(lǐng)域應(yīng)用的潛力。此項(xiàng)研究的最終目的并不是用燃料電池和電動馬達(dá)來取代現(xiàn)有民航飛機(jī)的引擎，而只是取代現(xiàn)有飛機(jī)引擎的輔助動力系統(tǒng)。該系統(tǒng)位于飛機(jī)尾部，主要提供飛機(jī)在陸地上行駛所需動力以及在飛行中提供輔助電力。與現(xiàn)有的燃油輔助動力系統(tǒng)相比，燃料電池系統(tǒng)噪音更低，更加清潔、

41、高效，它使用同樣的燃料能生產(chǎn)雙倍電力，因此可以大大減少航空運(yùn)輸對環(huán)境的污染。波音公司飛機(jī)新產(chǎn)品開發(fā)部的首席工程師邁克弗蘭德說，燃料電池是一種潛力巨大的新技術(shù)，它在未來的民航飛機(jī)上的運(yùn)用將前景燦爛。2.2.5 移動通信未來數(shù)年內(nèi)，新的動力之源迷你型燃料電池將成為最搶手的便攜設(shè)備電源，它將帶來電池能源的革命，在手機(jī)、筆記本電腦、掌上電腦等電子產(chǎn)品上都將出現(xiàn)它俊俏的身影。 高分子型燃料電池手機(jī) 2001年日本電器公司試制了一種新型高分子型燃料電池，看上去就像是一塊餅干。它的原理是如同打火機(jī)裝油一樣，從注油口注入燃料補(bǔ)充電力，以供長期使用。手機(jī)有了它，便可以使用1個(gè)月以上，電腦則可連續(xù)使用幾天也不在話

42、下。公司希望在2003年至2005間使該產(chǎn)品商業(yè)化。（2） 甲醇燃料電池手機(jī) 摩托羅拉及阿拉摩斯（Los Alamos）國家實(shí)驗(yàn)室聯(lián)合開發(fā)了一種微型的燃料電池：預(yù)計(jì)這種電池終有一天可望取代目前使用的傳統(tǒng)電池，用于各種各樣的電子產(chǎn)品作電源，包括手機(jī)、筆記本電腦、手持式照相機(jī)、以及電子游戲機(jī)等，此種電池的底面尺寸約為1平方英寸、厚度小于0.90英寸。使用液體甲醇作燃料，可以十分方便地安裝在各種電子產(chǎn)品內(nèi)。電池的能量密度超過傳統(tǒng)充電電池的10倍。預(yù)計(jì)經(jīng)過三到五年的大量生產(chǎn)以后，體積將明顯小于目前充電電池，價(jià)格也將大大低于如今的充電電池。（3） 乙醇燃料電池手機(jī) 以色列密迪斯技術(shù)公司(Medis Te

43、chnologies)則采取了另一種截然不同的方法采用液態(tài)電解質(zhì)，它與法國手機(jī)制造商簽訂協(xié)議，正在興建一座蓄電池廠，每年能生產(chǎn)5000萬微型燃料電池。該電池以乙醇作燃料，對旅行者尤為適用。公司總經(jīng)理風(fēng)趣地說道：“我可以從飯店的冰箱拿出一瓶上好的伏特加酒，倒一些在燃料夾中，就可使用手機(jī)了！即使便宜的伏特加也能管用?！?.2.6 機(jī)器人美國南佛羅里達(dá)大學(xué)科學(xué)家已研制出了一種需要“吃肉”來給體內(nèi)補(bǔ)充電能量的機(jī)器人。這種機(jī)器人看上去像一列小火車，有12只輪子，體內(nèi)裝有一塊微生物燃料電池，為機(jī)器人運(yùn)動和工作提供動力。這種微生物燃料電池可以通過細(xì)菌產(chǎn)生酶，消化肉類食物，然后把獲取的能量再轉(zhuǎn)化為電能，供給機(jī)

44、器人使用。發(fā)明者威爾金森教授說，實(shí)驗(yàn)表明這個(gè)機(jī)器人“吃蔬菜”效果并不佳，缺少營養(yǎng)，而肉類食品最適宜。此外，這種機(jī)器人還可以“吃糖塊”。發(fā)明者還說，這臺機(jī)器人不會對人類構(gòu)成任何威脅，因?yàn)椴]有給它安裝這類傳感器。這種微生物燃料電池運(yùn)用在機(jī)器人研究尚屬首次。2.3 市場美國1999年燃料電池應(yīng)用產(chǎn)品的銷售額5.8億美元。發(fā)電所占比例最大。 1999年 (百萬$)所占份額()發(fā)電20034汽車15026便攜式電子產(chǎn)品254軍用和航天9016其它11520合計(jì)580100據(jù)商業(yè)通信公司（BCC）估計(jì)，2000年燃料電池市場達(dá)到2億1800萬美元。質(zhì)子交換膜燃料電池在目前的市場上成為主導(dǎo)類型，在2000

45、年，它帶來1億200萬美元的銷售額。而原來銷售量最大的固體氧化物燃料電池在2000年直線下降，從1999年的1億6600萬降到2000年的5400萬美元。迄今為止，熔融碳酸鹽燃料電池仍被限定在一些固定的應(yīng)用中，2000年銷售額2500萬美元。商業(yè)化最成熟的磷酸燃料電池將持續(xù)其穩(wěn)定的銷售額，2000年銷售約2000萬美元。由于應(yīng)用范圍的限制，堿性燃料電池在2000年總銷售額約1500萬美元。2000年(百萬$)所占份額() 質(zhì)子交換膜燃料電池104.048 固體氧化物燃料電池54.025 熔融碳酸鹽燃料電池25.0 11 磷酸燃料電池20.49 堿性燃料電池15.07 總計(jì)218.4 1003、

46、燃料電池前景展望據(jù)商業(yè)通信公司估計(jì)，隨著更多燃料電池商業(yè)化的到來，燃料電池市場將大幅度上升，預(yù)計(jì)2005年將達(dá)到24億美元，年平均增長率超過61.7%。各種類型燃料電池預(yù)計(jì)增長值如表所示：2000年(百萬$)2005年(百萬$)年平均增長率(%)質(zhì)子交換膜燃料電池104.01640.073.6固體氧化物燃料電池54.0260.036.9熔融碳酸鹽燃料電池25.0450.078.3磷酸燃料電池20.435.611.8堿性燃料電池15.030.014.9總計(jì)218.42415.661.7美國2004年燃料電池的銷售額將預(yù)計(jì)達(dá)到24億美元，是1999年4倍。如果技術(shù)繼續(xù)高速發(fā)展，燃料電池的市場份額將

47、在2009年達(dá)到70億美元。一些世界領(lǐng)先的汽車制造商，都計(jì)劃在2003-2004年盡早將燃料電池作為汽車能源。1989年 (百萬$)1999年 (百萬$)2004年 (百萬$)平均增長率(%)發(fā)電3520085033.6汽車1015075038.0便攜式電子產(chǎn)品2520051.6軍用和航天459020017.3其它2511540028.3合計(jì)115580240032.8美國能源部對2005-2010年美國潛在的燃料電池市場進(jìn)行預(yù)測：美國未來年需求燃料電池發(fā)電容量約2335MW一4075MW。目前預(yù)測2005-2010年年生產(chǎn)能力（MW）601002000-4000商業(yè)化價(jià)格（$/kW）2000

48、-30001000-1500900-11004、我國燃料電池的發(fā)展現(xiàn)狀與對策當(dāng)全球面臨著環(huán)境惡化和潛在能源危機(jī)的情況下，我國宣布加入同發(fā)達(dá)國家之間在清潔能源研究開發(fā)領(lǐng)域的戰(zhàn)略競爭?！叭剂想姵匕l(fā)電技術(shù)”被列入科技發(fā)展“十五”計(jì)劃和2015年遠(yuǎn)景規(guī)劃。中國科學(xué)院啟動科技創(chuàng)新戰(zhàn)略行動計(jì)劃重大項(xiàng)目“大功率質(zhì)子交換膜燃料電池發(fā)動機(jī)及氫源技術(shù)”。中科院和科技部為這項(xiàng)21世紀(jì)首選的潔凈、高效的發(fā)電技術(shù)投資逾億元人民幣。這標(biāo)志著中國科學(xué)家在新世紀(jì)初開始決戰(zhàn)氫能時(shí)代。4.1 我國燃料電池的發(fā)展現(xiàn)狀90年代中期以來，國家自然科學(xué)基金委員會積極支持燃料電池的基礎(chǔ)研究；國家科技部和中國科學(xué)院共同投入較多的資金，加強(qiáng)燃料電池系統(tǒng)的研制與工程開發(fā)，從而使我國的燃料電池研究出現(xiàn)了新的勢頭。 1994年4月由中國電子技術(shù)學(xué)會，電子部天津電源研究所組織在天津召開了“發(fā)展我國燃料電池技術(shù)”研討會。與會代表一致認(rèn)為我國應(yīng)大力發(fā)展燃料電池技術(shù)。中國科學(xué)院將燃料電池技術(shù)列為“九五”院級重大特別支持項(xiàng)目；國家科委也將燃料電池技術(shù)