燃料電池是很有發(fā)展前途的新的動(dòng)力電源，一般以氫氣、碳、甲醇、硼氫化物、煤氣或天然氣為燃料，作為負(fù)極，用空氣中的氧作為正極.和一般電池的主要區(qū)別在于一般電池的活性物質(zhì)是預(yù)先放在入的，因而電池容量取決于貯存的活性物質(zhì)的量；而燃料電池的活性物質(zhì)（燃料和氧化劑）是在反應(yīng)的同時(shí)源源不斷地輸入的，因此，這類電池實(shí)際上只是一個(gè)能量轉(zhuǎn)換裝置。這類電池具有轉(zhuǎn)換效率高、容量大、比能量高、功率范圍廣、不用充電等優(yōu)點(diǎn)，但由于成本高，系統(tǒng)比較復(fù)雜，僅限于一些特殊用途，如飛船、特種、特種、電視中轉(zhuǎn)站、燈塔和浮標(biāo)等方面。

中國(guó)論文網(wǎng)/8/view-52266.htm

1燃料電池的特點(diǎn)

（1）能量轉(zhuǎn)化效率高。效率高達(dá)50%一60%，通過對(duì)余熱的二次利用，總效率可高達(dá)80%一85%。

（2）無污染，可實(shí)現(xiàn)零排放。工作過程的唯一產(chǎn)物是水。

（3）效率隨輸出變化的特性好。部分功率下運(yùn)行效率可達(dá)60%，短時(shí)過載能力可達(dá)到200%的額定功率。

（4）運(yùn)行噪聲低，可靠性高。無機(jī)械運(yùn)動(dòng)部件，工作時(shí)僅有氣體和水的流動(dòng)。

（5）構(gòu)造簡(jiǎn)單，便于維護(hù)保養(yǎng)。模塊化結(jié)構(gòu)，組裝和維護(hù)方便；沒有運(yùn)動(dòng)部件，磨損之類故障少。

（6）燃料（氫氣）來源廣泛。制備方法多樣，可通過石油、甲醇等重整制氫，也可通過電解水、生物制氫等方法獲取氫氣。

（7）燃料補(bǔ)充方便。可以采用甲醇等液體為燃料，利用現(xiàn)有的加油站系統(tǒng)，采用與汽車加油大體相同的燃料補(bǔ)充方式短時(shí)間內(nèi)完成燃料的補(bǔ)充。

（8）環(huán)境適應(yīng)性強(qiáng)。它的功率密度高、過載能力大、可不依賴空氣，因此可兩棲使用，適應(yīng)多種環(huán)境及氣候條件。

2燃料電池發(fā)展現(xiàn)狀

在日本，日本經(jīng)濟(jì)產(chǎn)業(yè)省前幾年就對(duì)燃料電池汽車開發(fā)與推廣制定了時(shí)間表，其戰(zhàn)略目標(biāo)是：到2010年，日本使用的燃料電池汽車達(dá)到5萬輛；2020年達(dá)到500萬輛；到2030年，要全面普及燃料電池汽車。近期，日本又計(jì)劃在5年內(nèi)斥資2090億日元開發(fā)以天然氣為原料的液體合成燃料技術(shù)、車用電池，以及氫燃料電池科技。

在美國(guó)，燃料電池電動(dòng)車曾被美國(guó)前總統(tǒng)布什作為“氫經(jīng)濟(jì)”論的“法寶”大肆宣傳，但2006年2月他已改變了腔調(diào)，承認(rèn)燃料電池電動(dòng)車“不是近期的解決方法，也不是中期的解決方法，而確實(shí)是遠(yuǎn)期的方法”。在布什第二任總統(tǒng)任期的后3年里，“氫經(jīng)濟(jì)”論在美國(guó)已氣息奄奄，燃料電池的研發(fā)重點(diǎn)已轉(zhuǎn)向了基礎(chǔ)性研究。2009年5月，美國(guó)政府正式宣布停止支持燃料電池電動(dòng)車的研發(fā)。

在歐洲，歐盟2008年夏天決定斥資１０億歐元用于燃料電池和氫能源的研究和發(fā)展。歐盟此舉旨在把燃料電池和氫能源技術(shù)發(fā)展成為能源領(lǐng)域的一項(xiàng)戰(zhàn)略高新技術(shù)，使歐盟在燃料電池和氫能源技術(shù)方面處于世界領(lǐng)先地位，歐盟將力爭(zhēng)在２０２０年前建立一個(gè)燃料電池和氫能源的龐大市場(chǎng)。

汽車業(yè)界普遍認(rèn)同的一個(gè)觀點(diǎn)是，燃料電池技術(shù)是內(nèi)燃機(jī)技術(shù)最好的替代物，代表了汽車未來的發(fā)展方向。但如果將發(fā)展燃料電池汽車的幾個(gè)制約因素考慮進(jìn)來，則會(huì)發(fā)現(xiàn)燃料電池汽車目前和今后一段時(shí)問尚不具備商業(yè)化的條件。最樂觀的預(yù)測(cè)，以純氫為燃料的燃料電池汽車的商業(yè)化生產(chǎn)至少還需15年以上的時(shí)問，即使在一定程度上實(shí)現(xiàn)了商業(yè)化，也會(huì)是以一種高成本的方式。

3燃料電池發(fā)展前景

燃料電池的特點(diǎn)決定了它具有廣闊的應(yīng)用前景。首先，它可以用作小型發(fā)電設(shè)備；其次，作為長(zhǎng)效的“電池”；三是電動(dòng)汽車上的應(yīng)用。

燃料電池首先用作發(fā)電設(shè)備，是因?yàn)槠鋬r(jià)格有可能與一般的發(fā)電設(shè)備相競(jìng)爭(zhēng)。但燃料電池在電動(dòng)汽車上的商業(yè)應(yīng)用前景是遠(yuǎn)期的，因?yàn)槠囆枰氖前l(fā)電機(jī)，發(fā)電機(jī)的價(jià)格遠(yuǎn)比燃料電池要便宜，因此在短期內(nèi)，燃料電池汽車在價(jià)格上難以與其他汽車相競(jìng)爭(zhēng)。現(xiàn)在燃料電池研究與開發(fā)集中在四大技術(shù)方面：（1）電解質(zhì)膜；（2）電極；（3）燃料；（4）系統(tǒng)結(jié)構(gòu)。日美歐各廠家開發(fā)面向便攜電子設(shè)備的燃料電池，尤其重視（1）～（3）方面的材料研究與開發(fā)。第四方面的研究課題是燃料電池的系統(tǒng)結(jié)構(gòu)，前三個(gè)方面是構(gòu)成燃料電池的必要準(zhǔn)備，而系統(tǒng)結(jié)構(gòu)是燃料電池的最終結(jié)果。

固體氧化物燃料電池的開發(fā)研究以及商業(yè)化，是解決世界節(jié)能和環(huán)保的重要手段，受到了世界許多國(guó)家的普遍重視，包括美國(guó)、歐洲、日本、澳大利來、韓國(guó)等。盡管固體氧化物燃料還存在一些問題，如電極材料、制造成本、操作溫度過高等等問題，但是瑕不掩瑜，加快固體氧化物燃料電池發(fā)展必然是世界發(fā)展的總趨勢(shì)。降低電池操作溫度和微型化是固體氧化物燃料電池（SOFC）的發(fā)展趨勢(shì)。其關(guān)鍵部件的材料制備總是成為制約固體氧化物燃料電池發(fā)展的瓶頸。應(yīng)突破的關(guān)鍵技術(shù)主要有：a）高性能電極材料及其制備技術(shù)；b）新型電解質(zhì)材料及電極支撐電解質(zhì)隔膜的制備技術(shù)；c）電池結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計(jì)及其制備技術(shù)；d）電池的結(jié)構(gòu)、性能與表征的研究。隨著燃料電池技術(shù)的進(jìn)一步發(fā)展，必將能夠加快我國(guó)經(jīng)濟(jì)建設(shè)與可持續(xù)化發(fā)展步伐。

燃料電池的出現(xiàn)與發(fā)展，將會(huì)給便攜式電子設(shè)備帶來一場(chǎng)深刻的革命，并且還會(huì)波及到汽車業(yè)，住宅，以及社會(huì)各方面的集中供電系統(tǒng)。在21世紀(jì)中它將會(huì)把人類由集中供電帶進(jìn)一種分散供電的新時(shí)代。因?yàn)樘?yáng)能供電雖然能替代部分能源，但它與天氣有關(guān)，受氣候的制約；核能利用又存在安全問題；唯有燃料電池供電，它沒有二氧化碳的排放，可減輕溫室效應(yīng)使全球氣候變暖問題，它解決了火力發(fā)電使全球環(huán)境污染的問題，它是一個(gè)純正的綠色清潔能源。所以，我們要加速實(shí)現(xiàn)燃料電池的商品化進(jìn)程，中國(guó)人應(yīng)該在這場(chǎng)能源革命中有所作為，跟上全球技術(shù)發(fā)展的步伐。

燃料電池車日益成為公眾關(guān)注的焦點(diǎn)，其無污染，綠色環(huán)保等優(yōu)勢(shì)被業(yè)內(nèi)認(rèn)為是解決出行的終極方式。以氫燃料電池為代表的燃料電池技術(shù)受到更多企業(yè)的關(guān)注，很多企業(yè)也都加大了研發(fā)力度，2017年被業(yè)界稱為燃料電池的起步年，目前已經(jīng)有燃料電池車生產(chǎn)銷售。

筆者收集2017年燃料電池車推薦目錄、產(chǎn)量等數(shù)據(jù)，看看燃料電池車2017年在應(yīng)用方面有哪些發(fā)展和亮點(diǎn)？

燃料電池車多集中在客車和專用車領(lǐng)域

2017年新能源汽車推薦目錄中的燃料電池車有22款，涉及11個(gè)品牌，來自10家車企，其中燃料電池客車為19款，占比高達(dá)86％；燃料電池專用車為3款，占比14％。所有車型續(xù)航里程在300km至600km之間，最高車速在69km／h至110km／h之間。

1．燃料電池車目前只在客車與專用車領(lǐng)域有所發(fā)展。究其原因，一方面：乘用車空間小，對(duì)燃料電池體積要求較高，現(xiàn)有燃料電池若應(yīng)用于乘用車，由于高難度的空間壓縮技術(shù)導(dǎo)致成本壓力巨大，利潤(rùn)更是無從談起；另一方面：乘用車多為私家車，目前加氫站的數(shù)量少，中國(guó)電動(dòng)汽車百人會(huì)數(shù)據(jù)，截止到2017年12月，我國(guó)加氫站已有19座，加氫站技術(shù)和成本要求高，發(fā)展較為緩慢，尚不完善，不能滿足私家車需求。而客車和專用車對(duì)空間要求較為寬泛，有利于燃料電池的有效應(yīng)用；加氫站方面，車輛使用地區(qū)附近有一座即可滿足需求，故目前燃料電池車主要在客車與專用車領(lǐng)域發(fā)展。