Fuel Cell Today 2011燃料電池行業回顧1

概述

燃料電池技術可以為任何需要電力的裝置提供清潔、高效並且可靠的電能。燃料電池已經在某些應用領域取代其它能源供應設施，應用於便攜式、固定式及汽車領域
，從電池充電器到家庭供熱係統以及汽車動力來源，到目前為止，燃料電池是應用範圍最廣的能源解決方案。

在這篇行業回顧總結的開篇
，首先對燃料電池技術進行係統的介紹，並且對現行使用的6種主要燃料電池進行討論分析。同時還對燃料電池技術的發展史加以簡介，從1839年William Grove發明燃料電池技術開始直到20世紀的一係列研發活動，例如燃料電池在太空項目中的應用，直到2007年開始在某些應用領域出現燃料電池技術的商業化使用。

在產業發展現狀一章，我們對2007年到2010年之間燃料電池裝置和兆瓦級燃料電池裝置的出貨量進行了統計，並對2011年的出貨量進行了預測
，並按照應用

、區域
、電解質、燃(ran)料(liao)研(yan)發(fa)進(jin)展(zhan)和(he)基(ji)礎(chu)設(she)施(shi)分(fen)類(lei)進(jin)行(xing)分(fen)析(xi)。本(ben)文(wen)最(zui)後(hou)一(yi)部(bu)分(fen)對(dui)燃(ran)料(liao)電(dian)池(chi)的(de)未(wei)來(lai)應(ying)用(yong)前(qian)景(jing)進(jin)行(xing)了(le)展(zhan)望(wang)，並(bing)對(dui)一(yi)些(xie)驗(yan)證(zheng)項(xiang)目(mu)以(yi)及(ji)商(shang)業(ye)推(tui)廣(guang)方(fang)案(an)進(jin)行(xing)了(le)分(fen)析(xi)。

在近5年時間內，燃料電池的出貨量增長了將近20倍，並且與往年同期數字相比裝置及兆瓦級裝置的出貨總量逐年增加。2010年，燃料電池總出貨量比2009年高出40%
，並創下了曆史新高（共230,000台裝置）。其中便攜式燃料電池裝置占據總量的95%，並且其他應用領域的燃料電池數量也在穩固增加。2010年世界範圍內所銷售的燃料電池有超過97%的裝置使用的是質子交換膜燃料電池（PEMFC），而且大多使用氫作為燃料。自2009年起，歐洲已經成為世界燃料電池應用領軍地區，緊隨其後的是北美州和亞洲（包括日本），所有這4個地區（全球除上述3個地區之外的區域）的燃料電池出貨量均有逐年增加之勢。

鑒於燃料電池應用領域多樣性的增加及其應用速度的不同，Fuel Cell Todayzhepianhuigufenxibaogaorenweiyijingbushihezaijiangranliaodianchichanyezuoweiyigetongyidezhengtikandai，bingqiecongzhengtishangyebunenggeichuzhunquedemiaoshu，yinweixuduojieranbutongdeshangyeyingyonglingyugongxiangtongyangdejishudanshikaifasuduquejieranbutong。

便攜式應用領域

依照燃料電池的出貨量，便攜式燃料電池應用領域範圍是最大的

，並且利潤豐厚。自2007年始，其每年出貨量至少占燃料電池總出貨量的75%。燃料電池玩具和教育裝置的出貨量增長勢頭強勁
，在5年多的時間內一直在便攜式燃料電池應用領域占統治地位。

zaixiaofeileidianzichanyebumen
，ranliaodianchizaiweixingwaibudianchichongdianqishangdeyingyongfazhanxunsu，yijingyoushuqiangezhezhongchongdianqimaigeilexiaofeizhe。ranliaodianchizaixiaofeixingdianzichanpinzhongdeweilaiyingyongqianjinglianghao。xiangbizhixia，guoqudewunianshijianli，jiachunranliaodianchifuzhudonglizhuangzhi（APU）累計銷售量已經達到了上萬台
，其運行時間要長於蓄電池，並且比內燃機（ICE）發電機潔淨得多。

固定式應用領域

目前固定式燃料電池係統市場由北美洲和亞洲共同統治。Fuel Cell Today將燃料電池固定式應用領域劃分為3個主要部分：1.主供電設備使用的兆瓦級燃料電池裝置
；2.備用能源設備使用的小型不間斷電源供應（UPS）裝置；3.家用熱電聯產燃料電池（CHP）裝置。

燃料電池行業已經在UPSyingyonglingyuhuodelejudadeshangyeliyi，bingqieyijingguangfanyingyongyudianxingongsiyijiqitaguanjiansheshidebeiyongdianyuanxitong。zaibeimeishichangzhongzhexiezhuangzhidexiaoshouliangyizhizhanjushouyaoweizhi
，shichangyoushizaiyumeiguogongsiyizhixiaoshouzhexiejishubingqiezhengfuhaihuigeizhexieranliaodianchideanzhuangtigongbuzhuzijin。UPS技術已經證明了其實際應用的可行性。伴隨著全球電信行業的不斷發展， UPS裝置的潛在優勢將會迅速顯露出來。

固定式燃料電池在日本家庭中的應用十分成功

，自2007年以來Ene-Farm公司已經累積售出幾萬台微型熱電聯產燃料電池裝置。Fuel Cell Today希望這zhe樣yang的de銷xiao售shou勢shi頭tou可ke以yi在zai韓han國guo以yi及ji部bu分fen歐ou洲zhou和he美mei國guo市shi場chang重zhong現xian。數shu據ju分fen析xi表biao明ming，照zhao日ri本ben現xian在zai的de發fa展zhan情qing況kuang繼ji續xu下xia去qu
，如ru果guo燃ran料liao電dian池chi在zai這zhe四si個ge市shi場chang中zhong的de應ying用yong速su率lv能neng夠gou與yuEne-Farm的應用速率一樣，那麼預計從2014年開始每年將售出20000 台微型熱電聯產裝置（micro-CHP），並且到2015年全球micro-CHP累計安裝數量將達到100000台。

交通運輸領域應用

自2009nianyilai，jiaotongyunshulingyuyingyongderanliaodianchizhuangzhidenianchuhuoliangyijingdadaojiqiantai。zaimeiguozhengfudezhengcefuchixia，ranliaodianchiyijingzaidiandongchacheshichangshixianleshangyehuaxiaoshou，ruguogaixiangjishuchukoudaoshijiefanweineideqitadiqu
，zhezhongshangyehuaqushihuijixuyanshen。ranliaodianchidabadeshangyexiaoshouyijingkaizhanlehenduonian，tamendeshiyongxingyeyijingzaiquanqiufanweineidedaolezhengshi，yuqitachaiyouneiranjidabaxiangbiweiqipaifanglianghenxiaobingqieyunxingxiaolvhengao。

由世界主要汽車生產製造商推出的燃料電池電動車（FCEV）租賃活動已經在一些國家展開，並且操作經驗已經在其預計商業化日期（2015年）之前得到。據Fuel Cell Today推算，如果三個主要汽車生產製造商的計劃取得成功，全球每年燃料電池車輛的銷售量將達到2-3萬台。目前，全世界每年生產大約7500萬台輕型車輛
，這就意味著燃料電池在車輛應用領域所占的比例要顯著高於其它應用領域。

zongeryanzhi，ranliaodianchidechanshengduiwomenderichangshenghuochanshenglejijideyingxiang

，qishangyechenggongyezhirikedai。shijiegedichengqianshangwantairanliaodianchijiangweicheliangyujianzhutigongqingjiedenengyuan
，bingqietongguozhizaoanquan、清潔的能源幫助國家電網減少碳排放。燃料電池商業成功的延續是幫助世界能源需求走上可持續發展道路的重要環節。

簡介

回顧

燃料電池技術的發展曆程已經超過了170年
，並且已經在太空計劃、交(jiao)通(tong)運(yun)輸(shu)以(yi)及(ji)固(gu)定(ding)式(shi)應(ying)用(yong)領(ling)域(yu)中(zhong)取(qu)得(de)了(le)巨(ju)大(da)成(cheng)功(gong)。目(mu)前(qian)有(you)多(duo)種(zhong)不(bu)同(tong)類(lei)型(xing)的(de)燃(ran)料(liao)電(dian)池(chi)技(ji)術(shu)存(cun)在(zai)，並(bing)且(qie)隨(sui)著(zhe)時(shi)間(jian)的(de)推(tui)移(yi)已(yi)經(jing)將(jiang)其(qi)研(yan)發(fa)適(shi)用(yong)於(yu)各(ge)種(zhong)特(te)殊(shu)應(ying)用(yong)領(ling)域(yu)。然(ran)而(er)
，僅(jin)是(shi)在(zai)最(zui)近(jin)5年時間內燃料電池行業才實現部分商品的商業化銷售。

燃料電池的優勢是其他任何現有技術（例如內燃機）所不能與之相比的。燃料電池可以提供獨一無二的運行特點，例如低汙染物排放、特別高效並且可靠能源生產方式
，在某些應用領域能夠供暖、製冷以及提供電力。燃料電池所代表的價值主張是已經在過去五年中的終端應用中以實現，例如應用於露營車的輔助動力裝置（APU）；大型工業設施使用的固定式主動力發電機組
；家用微型熱電聯產裝置（micro-CHP）；清潔的城市大巴
；物料搬運車輛。

燃料電池的應用

Fuel Cell Today將燃料電池的應用劃分為以下3個主要領域：

1. 便攜式燃料電池，包括那些設計成可以移動的APU裝置。

2. 那些設計成為為固定地區提供電力的固定式燃料電池發電裝置。

3. 可以為車輛提供主動力或者可以提高車輛行駛能力的車輛用燃料電池。

Fuel Cell Today燃料電池應用領域劃分表

地理區域劃分

在本篇回顧分析中，Fuel Cell Today劃分了4個主要地理區域：亞洲（包括日本）、歐洲、北美洲以及其它地區（RoW）。

Fuel Cell Today燃料電池應用地理區域劃分圖

供需鏈

出貨情況以裝置個數和總兆瓦數報道。燃料電池個體組件，例如膜電極裝置（MEA）

、加jia濕shi器qi以yi及ji電dian力li電dian子zi設she備bei堆dui棧zhan，可ke以yi在zai不bu同tong地di區qu製zhi造zao，之zhi後hou運yun往wang其qi他ta任ren何he地di區qu裝zhuang配pei成cheng完wan整zheng燃ran料liao電dian池chi係xi統tong。最zui終zhong組zu裝zhuang的de係xi統tong可ke運yun送song到dao安an裝zhuang應ying用yong地di區qu
，這zhe也ye是shi本ben文wen的de出chu貨huo區qu域yu劃hua分fen的de依yi據ju。從cong供gong應ying鏈lian來lai看kan，尤you為wei值zhi得de注zhu意yi的de是shi，全quan球qiu範fan圍wei內nei存cun在zai著zhe複fu雜za的de國guo際ji供gong應ying商shang、堆棧製造商以及係統集成商。報告中的出貨量是指從終端商品製造商（通常是係統集成商）處獲得的信息
，例如Plug Power公司的物料搬運係統使用的是Ballard公司的質子交換膜燃料電池堆棧。

近幾年來，供需鏈的發展已經成為燃料電池行業的一個標誌性特點。當dang係xi統tong集ji成cheng商shang準zhun備bei開kai始shi出chu售shou其qi商shang業ye產chan品pin時shi
，就jiu已yi經jing打da算suan放fang棄qi一yi些xie元yuan件jian的de自zi行xing生sheng產chan
，並bing且qie傾qing向xiang於yu外wai包bao生sheng產chan某mou些xie部bu件jian或huo者zhe尋xun求qiu外wai部bu供gong應ying商shang，例li如ru雙shuang極ji板ban材cai料liao。這zhe些xie舉ju措cuo使shi得de元yuan件jian供gong應ying鏈lian得de到dao極ji大da的de擴kuo展zhan，而er實shi質zhi上shang堆dui棧zhan和he係xi統tong生sheng產chan商shang的de數shu量liang卻que沒mei有you大da幅fu度du增zeng長chang。因yin此ci，近jin年nian來lai堆dui棧zhan和he係xi統tong製zhi造zao商shang的de發fa展zhan出chu現xian了le瓶ping頸jing，在zai某mou些xie應ying用yong領ling域yu這zhe些xie企qi業ye的de發fa展zhan受shou到dao了le抑yi製zhi。大da部bu分fen組zu件jian的de供gong應ying鏈lian集ji中zhong於yu北bei美mei地di區qu
，然ran而er有you跡ji象xiang表biao明ming越yue來lai越yue多duo的de企qi業ye傾qing向xiang於yu在zai亞ya洲zhou尋xun求qiu低di成cheng本ben、高產量的供應商，這也有助於從根本上降低燃料電池係統的整合成本。

燃料電池介紹

燃ran料liao電dian池chi通tong過guo氧yang氣qi與yu富fu氫qing燃ran料liao之zhi間jian的de電dian化hua學xue反fan應ying製zhi造zao電dian能neng。目mu前qian雖sui然ran有you很hen多duo不bu同tong種zhong類lei的de燃ran料liao電dian池chi，但dan是shi它ta們men卻que都dou是shi圍wei繞rao一yi個ge中zhong心xin設she計ji理li念nian製zhi成cheng。燃ran料liao電dian池chi與yu其qi他ta現xian有you能neng源yuan技ji術shu相xiang比bi應ying用yong領ling域yu十shi分fen廣guang泛fan。可ke以yi為wei很hen多duo便bian攜xie式shi、固(gu)定(ding)式(shi)以(yi)及(ji)運(yun)輸(shu)應(ying)用(yong)領(ling)域(yu)提(ti)供(gong)電(dian)力(li)生(sheng)產(chan)
，其(qi)熱(re)副(fu)產(chan)品(pin)還(hai)可(ke)以(yi)用(yong)於(yu)加(jia)熱(re)或(huo)製(zhi)冷(leng)。燃(ran)料(liao)電(dian)池(chi)包(bao)含(han)一(yi)個(ge)堆(dui)棧(zhan)
，主(zhu)要(yao)由(you)若(ruo)幹(gan)個(ge)獨(du)立(li)單(dan)元(yuan)組(zu)成(cheng)。堆(dui)棧(zhan)內(nei)的(de)每(mei)一(yi)個(ge)單(dan)元(yuan)內(nei)都(dou)有(you)兩(liang)個(ge)電(dian)極(ji)（一個陰極和一個陽極），fadianfanyingyudianjizhishangwancheng。meiyigeranliaodianchidouyongyougutihuoyetidedianjiezhi，qineibuxiedaidelizikeyicongyigedianjichuandaodaolingyigedianji，tongshihaiyaoyoucuihuajijiasudianjishangdefanying。zaizhexiezujianzhizhongdianjiezhiqizhezhiguanzhongyaodezuoyong。tabixuzhinengyunxushidangdelizizaidianjizhijianchuandi。ruguoziyoudianzihuoqitawuzhikeyiziyouchuanyuedianji，namedianjizhishangdehuaxuefanyingjiangbeipohuai。

燃料電池內部反應示意圖

燃料電池的分類通常是按照電解質的性質劃分（除直接甲醇燃料電池之外，其以燃料（甲醇）種類得名），每種類型的裝置都需要一些有別於其它裝置的特別材料和燃料。

主要燃料電池種類如下，按照商業價值排序：

1.質子交換膜燃料電池（PEMFC）。該裝置以水為基礎，酸性高聚物薄膜作為電解質
，以鉑作為電極催化劑。PEMFC裝置所需要的操作溫度很低（低於100°C）並且可以調節電力輸出，以滿足使用者對能源的動態需求。PEMFC的代表性燃料是氫，主要通過天然氣重整製得。重整過程必須去除其中的一氧化碳（鉑催化劑的克星）雜質。

高溫PEMFC（HT PEMFC）要在較高高溫條件下運行
，並且需要將水電解液係統換成無機酸電解液係統
，在200ºC條件下運行。這種裝置克服了現有PEMFC裝置的一些限製
，可以對含有少量一氧化碳的氫進行重整。此外，裝置的輔助設備，例如加濕器及氣泵等裝置可以適當簡化。

2.直接甲醇燃料電池（DMFC）。與PEMFC裝置類似，都使用高聚物薄膜作為電解質。然而DMFC裝置的鉑催化劑電極可以直接從液態甲醇燃料中提取氫，因此不必進行燃料重整。

3.熔融碳酸鹽燃料電池（MCFC）使用熔融碳酸鹽作為電解質（例如懸浮於滲透性陶瓷基質中的二氧化鋯或二氧化鈰）
，操作溫度很高（650ºC左右），可以使用未經重整的煤成燃氣、沼氣或者天然氣作為燃料。然而這種燃料電池的使用壽命受電解質腐蝕作用的限製。

4.磷酸燃料電池（PAFC）。qiyangjiheyinjiyouyigebaohanbocuihuajideweixitanbangheyigebaohanlinsuanyandianjiezhidetanhuaguijiegouzucheng。zhezhongdianjiduiyiyanghuatanyouhenqiangdedikangzuoyong，danshiyuqitaranliaodianchixiangbifadianxiaolvjiaodi。raner
，dangPAFC在200 ºC條件次下工作時，如果產生的熱可以用於熱電聯產，那麼其整體效率將達到80%。通常使用重整天然氣作為燃料。

5.固體氧化物燃料電池（SOFC）。裝zhuang置zhi使shi用yong固gu體ti陶tao瓷ci製zhi品pin作zuo為wei電dian解jie質zhi
，例li如ru可ke以yi用yong氧yang化hua釔yi穩wen定ding的de氧yang化hua鋯gao取qu代dai液ye體ti或huo薄bo膜mo電dian解jie質zhi。較jiao高gao的de操cao作zuo溫wen度du意yi味wei著zhe燃ran料liao可ke以yi在zai燃ran料liao電dian池chi內nei部bu得de以yi重zhong整zheng，因yin此ci可ke以yi不bu需xu外wai部bu重zhong整zheng使shi用yong多duo種zhong烴ting類lei燃ran料liao。而er且qie與yu其qi它ta燃ran料liao電dian池chi相xiang比biSOFC還對燃料中的硫有很強的抗性，因此可以使用汽化煤燃料。

6.堿性燃料電池（AFC）。該種裝置使用堿性電解質
，例如氫氧化鉀水溶液
，通常使用純淨氫和氧作為燃料並且對一氧化碳十分敏感。首個AFC的操作溫度在100-250ºC攝氏度之間，目前基本操作溫度已經降到70ºC左右。AFC的燃料-電能轉化效率十分高

，在某些應用領域其燃料-電能轉化效率已經達到了60%。

幾種常見燃料電池簡介

上述對於幾種燃料電池裝置的簡介並不十分完善，並且還有部分燃料電池類型沒有囊括其中
，例如微生物燃料電池（目前仍處於研發階段，短期時間內不會實現商業化）。

燃料電池發展史

起源

燃料電池概念早在19世紀初就已經被Humphry Davy所證實。1838年，科學家Christian Friedrich Schönbein的研究為燃料電池裝置的誕生奠定了堅實的基礎。1839年
，身為化學家、物理學家同時也是律師的William Grove發明了燃料電池裝置。Grove進行了一係列被他稱之為氣體伏打電池組的試驗，最終證明了電流可以通過氫氣和氧氣之間的電化學反應（使用鉑作為催化劑）製造，他曾用這種以鉑黑為電極催化劑的簡單的氫、氧燃料電池點亮了倫敦講演廳的照明燈。燃料電池這個術語於1889年由Charles Langer 和 Ludwig Mond首次使用
，他們共同研究使用煤氣作為燃料的燃料電池。

1932年，劍橋大學工程學教授Francis Bacon對Langer 和Mond的裝置進行了改造，製造出了首個AFC裝置。幾乎是在同一時間，Harry Karl Ihrig將Bacon的15千瓦燃料電池整合到了Allis-Chalmers農用拖拉機之上。與美國空軍有著密切合作夥伴關係的Allis-Chalmers公司隨後推出了一係列的燃料電池車輛，包括一個燃料電池叉車、一個燃料電池高爾夫球車和一艘燃料電池半潛船。

太空計劃

自20世紀50年代末到60世紀初，美國國家航空航天局（NASA）與其工業合作夥伴一道啟動用於載人航天任務的燃料電池發電機的研發工作。首個PEMFC燃料電池即是這一研發項目的成果之一
，此外通用電氣公司（GE）的Willard Thomas Grubb也參與了該項研究。GE 公司的另一個研究人員Leonard Niedrach將Grubb的PEMFC裝置進行了改造，將鉑作為催化劑加載到薄膜電解質之上。與NASA合作之後Grubb-Niedrach燃料電池得到了進一步發展，並在20世紀60年代中期用於Gemini太空計劃之中。

燃料電池發展史簡圖

國際燃料電池公司（IFC，之後的UTC Power公司）研發製造出一款1.5千瓦AFC裝置供阿波羅太空計劃使用，該裝置可以在太空為宇航員提供電力和飲用水。隨後IFC公司又研發生產了一款12千瓦AFC裝置，可以為所有航天飛機提供機載能源。

在zai西xi方fang國guo家jia，燃ran料liao電dian池chi的de研yan發fa一yi直zhi沒mei有you停ting止zhi過guo。蘇su聯lian研yan發fa生sheng產chan的de燃ran料liao電dian池chi大da都dou用yong於yu軍jun事shi領ling域yu。盡jin管guan大da多duo數shu早zao期qi研yan究jiu工gong作zuo的de內nei容rong仍reng處chu於yu保bao密mi狀zhuang態tai，但dan是shi燃ran料liao電dian池chi最zui終zhong還hai是shi用yong於yu為wei潛qian艇ting提ti供gong艦jian載zai能neng源yuan
，隨sui後hou又you應ying用yong於yu蘇su聯lian載zai人ren太tai空kong計ji劃hua。

20世紀70年代

20世紀70年代各國政府、商shang業ye機ji構gou以yi及ji個ge人ren的de環huan境jing意yi識shi不bu斷duan提ti升sheng。人ren們men對dui於yu空kong氣qi汙wu染ran的de擔dan心xin與yu日ri俱ju增zeng
，美mei國guo和he歐ou洲zhou相xiang繼ji通tong過guo了le清qing潔jie空kong氣qi法fa案an。這zhe些xie法fa案an強qiang製zhi減jian少shao機ji動dong車che有you害hai氣qi體ti排pai放fang，這zhe些xie法fa案an最zui終zhong為wei世shi界jie各ge地di的de許xu多duo國guo家jia所suo采cai納na。同tong時shi20世紀70年代也是石油輸出國組織規定（OPEC）的石油禁運時期，這也直接促使能源效率概念為各國政府、企qi業ye和he消xiao費fei者zhe所suo接jie受shou。在zai接jie下xia來lai的de幾ji十shi年nian當dang中zhong，潔jie淨jing空kong氣qi和he高gao能neng源yuan效xiao率lv已yi經jing成cheng為wei燃ran料liao電dian池chi應ying用yong的de兩liang個ge主zhu要yao動dong機ji。除chu此ci之zhi外wai，氣qi候hou變bian化hua和he能neng源yuan安an全quan方fang麵mian問wen題ti也ye開kai始shi備bei受shou關guan注zhu。

通用汽車公司早年間曾試驗性的將氫燃料電池安裝於Electrovan係列客車之上，並且還在車輛上配備了一個聯合碳化物燃料電池。雖然這個項目的示範效果有限，但卻是最早的燃料電池電動汽車（FCEV）道路測試項目。20世紀60年代中期，殼牌公司就已經開始研發DMFC裝置。研究結果表明
，使用液體燃料的燃料電池最適合車輛使用。70年(nian)代(dai)世(shi)界(jie)石(shi)油(you)供(gong)應(ying)緊(jin)張(zhang)導(dao)致(zhi)許(xu)多(duo)一(yi)次(ci)性(xing)燃(ran)料(liao)電(dian)池(chi)汽(qi)車(che)驗(yan)證(zheng)項(xiang)目(mu)的(de)出(chu)現(xian)
，包(bao)括(kuo)使(shi)用(yong)氫(qing)或(huo)氨(an)提(ti)供(gong)動(dong)力(li)的(de)車(che)輛(liang)模(mo)型(xing)以(yi)及(ji)使(shi)用(yong)氫(qing)燃(ran)料(liao)的(de)內(nei)燃(ran)機(ji)車(che)輛(liang)。

20世紀70年代，一些德國、日本以及美國汽車生產製造商及其合作夥伴開始試驗FCEV車輛。在這種背景下PEMFCzhuangzhidegonglvmiduchixuzengjia，bingqieqingranliaocunchuxitongyebeiyanfachulai。jiyuzaoqidezhexienuli，daobenshijimo，quanqiusuoyoudezhuyaoqicheshengchanzhizaoshangkaishijijidetuichuFCEV車輛驗證項目。隨後研究重點轉到沒有有害氣體排放的氫燃料。

受能源短缺和高油價的影響

，許多國家的政府和大公司開始建立更加有效的能源發電技術研究項目。這些活動帶來了PAFC技術的重要進展

，特別是在裝置穩定性和操作性能方麵。這一時期還對作為離網型主動力發電機組使用的大型固定式PAFC裝置進行了驗證
，包括IFC 公司研發的1 兆瓦PAFC裝置。項目資金全部由美國軍方和電氣部門提供，該項目同時還促進了MCFC技(ji)術(shu)的(de)發(fa)展(zhan)
，例(li)如(ru)研(yan)發(fa)的(de)新(xin)型(xing)裝(zhuang)置(zhi)可(ke)以(yi)內(nei)部(bu)重(zhong)整(zheng)天(tian)然(ran)氣(qi)製(zhi)氫(qing)。天(tian)然(ran)氣(qi)基(ji)礎(chu)設(she)施(shi)的(de)建(jian)立(li)和(he)使(shi)用(yong)是(shi)燃(ran)料(liao)電(dian)池(chi)能(neng)夠(gou)作(zuo)為(wei)首(shou)要(yao)電(dian)源(yuan)應(ying)用(yong)於(yu)大(da)型(xing)固(gu)定(ding)式(shi)裝(zhuang)置(zhi)的(de)首(shou)要(yao)因(yin)素(su)。

20世紀80年代

20世紀80年代燃料電池技術及其商業化的實質性進展仍在繼續
，尤其是在PAFCzhuangzhiyingyonglingyu。zheshiranliaodianchidegudingshihedabacheliangyingyongqianjingyijingxianxianchulai。tongshiyigexiongxinbobodeshejilinianyechuxianzaigongzhongyanqian
，dianlishuchulianggaoda100兆瓦的燃料電池裝置將用於市政公用電廠。那時有人預計，在20世紀末將有成千上萬台裝置被製造出來，但是最終結果顯示僅生產了數百台裝置。幾個試驗性的大型固定PAFC發電廠也已經建立起來，但是其商業帶動作用卻沒有在20世紀80年代凸顯出來。隨著薄膜電解質耐久性和係統操作性能的提升

，PAFC裝置在二十年後終於大量推出，並開始應用於大型熱電聯產裝置。

yucitongshi，ranliaodianchicheliangyingyongfangmiandeyanfajiyanzhenggongzuorengzaijixu。meiguohaijunkaishiyanjiuranliaodianchizaiqianshuitingshangdeyingyong，keyiweiqiantingtigongzhongyaodecaozuotexing，gaoxiao、零排放並且運行時接近無聲。1983年加拿大Ballard公司開始研發燃料電池
，並在幾年之後成為了燃料電池堆棧和係統製造行業的領軍企業
，這些裝置主要供固定式裝置和車輛應用。

20世紀90年代

自20世紀90年代開始PEMFC 和SOFC技術備受關注
，特別是在小型固定式應用領域。因為每個裝置的製造成本較低並且市場潛在需求量很大（例如電信行業使用的備用能源以及家用micro-CHP裝置），所以這些技術的商業應用前景十分廣闊。德國、日本以及英國政府已經投入大量資金用於支持PEMFC 和 SOFC技術的研發，之後應用於家庭micro-CHP裝置。

政府出台的清潔交通運輸政策同時也能促進PEMFC技術在車輛上的應用。20世紀90年代，加州空氣資源委員會（CARB）推(tui)出(chu)零(ling)排(pai)放(fang)車(che)輛(liang)計(ji)劃(hua)。這(zhe)是(shi)世(shi)界(jie)上(shang)首(shou)個(ge)車(che)輛(liang)排(pai)放(fang)標(biao)準(zhun)。並(bing)且(qie)委(wei)員(yuan)會(hui)還(hai)斷(duan)言(yan)，如(ru)果(guo)不(bu)使(shi)用(yong)替(ti)代(dai)動(dong)力(li)係(xi)統(tong)內(nei)燃(ran)機(ji)的(de)工(gong)作(zuo)效(xiao)率(lv)將(jiang)不(bu)會(hui)得(de)到(dao)提(ti)高(gao)。計(ji)劃(hua)還(hai)規(gui)定(ding)
，像(xiang)戴(dai)姆(mu)勒(le)克(ke)萊(lai)斯(si)勒(le)、通用以及豐田等已經在美國境內售出大量汽車的汽車生產製造商應該肩負起PEMFC裝置的研發工作。除車輛製造商之外
，Ballard等公司也應積極展開車用PEMFC裝置以及固定式清潔發電裝置的研發工作。Ballard公司一直為戴姆勒和福特公司提供PEMFC裝置。該計劃於90年代開始實施直至今天

，期間針對計劃的一些主要參與者在政策實施方麵也做出了相應的變動。

在這一時期DMFC技術也得到了極大的發展，此時PEMFC技術已經為直接甲醇燃料電池便攜式裝置所使用。早期應用包括便攜式士兵負載電源，主要為筆記本電腦和移動電話提供電力。

MCFC技術的研發工作開始於20世紀50年代
，並在90年代出現實質性的商業化進展，特別是在大型固定式應用領域
，FuelCell Energy和 MTU公司研發生產的MCFC產品已經開始商業發售。同時
，SOFC技術也得到了巨大發展
，應用於固定式裝置的SOFC裝置的功率密度和耐久性都有很大的提高。

21世紀初

在過去的十年時間內
，在眾多可以提高能源效率、jiangdieryanghuatanpaifangbingqiekeyijiangdiduihuashinengyuanyilaideqianzaijishuzhong，ranliaodianchijishuzaiyicichengweigongzhongguanzhudezhongxin。zhengfujisirenduiranliaodianchijishudetouzibuduanzengchang。yucitongshi，yanjiuzhongdianyezhuanxiangleruhetupoxingdejiangdiranliaodianchidechengben、提高裝置操作性能
，增強其與傳統技術的競爭力。世界範圍內的很多國家政府還為燃料電池驗證和安裝項目提供資金補助。歐盟、加拿大
、日本

、韓國以及美國都已經推出了備受矚目的驗證項目
，包括主電源、固定式以及車輛應用及相關的基礎設施項目。

燃ran料liao電dian池chi技ji術shu能neng夠gou獲huo得de傳chuan統tong技ji術shu所suo不bu能neng提ti供gong的de效xiao益yi，這zhe也ye是shi其qi為wei越yue來lai越yue多duo的de人ren們men所suo接jie受shou的de原yuan因yin之zhi一yi。例li如ru
，燃ran料liao電dian池chi物wu料liao搬ban運yun車che輛liang與yu傳chuan統tong車che輛liang相xiang比bi運yun行xing時shi間jian更geng長chang
、效率更高，並且與蓄電池相比其燃料基礎設施要簡單的多
，因此十分適於在倉庫內部使用。歐洲、中國以及澳大利亞在四、五年前就推出了HyFleet/CUTE項目，該項目擁有10台燃料電池大巴。這種大巴被看做是燃料電池早期市場應用頗具前景的產品。

2007：燃料電池商業化

2007年nian燃ran料liao電dian池chi在zai多duo個ge領ling域yu開kai始shi商shang業ye化hua應ying用yong，在zai簽qian訂ding承cheng諾nuo書shu保bao證zheng裝zhuang置zhi性xing能neng的de前qian提ti下xia銷xiao售shou給gei終zhong端duan用yong戶hu
，並bing且qie生sheng產chan企qi業ye還hai要yao保bao證zheng這zhe些xie裝zhuang置zhi能neng夠gou符fu合he應ying用yong領ling域yu所suo在zai市shi場chang的de規gui範fan和he標biao準zhun。因yin為wei企qi業ye生sheng產chan量liang是shi由you市shi場chang需xu求qiu量liang所suo決jue定ding
，所suo以yi不bu會hui產chan生sheng產chan品pin供gong應ying過guo剩sheng或huo生sheng產chan能neng力li過guo剩sheng現xian象xiang。目mu前qian已yi經jing有you成cheng千qian上shang萬wan台tai商shang用yongPEMFC和DMFC輔助動力裝置（APU）安裝於休閑應用領域。同樣還有大量的微型燃料電池出售給玩具以及教育裝備生產企業。軍事部門也訂購了數以百計的DMFC 和 PEMFC便攜式發電裝置配備給陸軍士兵，這些裝置主要為通信和監視設備提供電力。

日本的大型家用CHP計劃刺激了商用固定式PEMFC裝置的生產。這些裝置自2009年開始安裝於個人家庭
，迄今為止已經有超過13,000台裝置投入使用。美國的備用能源係統驗證項目極大促進了燃料電池的固定式應用。

在zai一yi些xie緊jin急ji情qing況kuang下xia
，電dian信xin網wang絡luo需xu要yao那na些xie更geng為wei可ke靠kao的de備bei用yong能neng源yuan係xi統tong
，這zhe也ye促cu進jin了le燃ran料liao電dian池chi的de固gu定ding式shi應ying用yong。當dang卡ka羅luo琳lin娜na颶ju風feng災zai禍huo發fa生sheng時shi

，柴chai油you發fa動dong機ji的de缺que陷xian完wan全quan暴bao露lu了le出chu來lai，很hen多duo發fa動dong機ji耗hao盡jin燃ran料liao停ting止zhi工gong作zuo破po壞huai了le電dian信xin網wang絡luo的de正zheng常chang工gong作zuo
，嚴yan重zhong影ying響xiang了le救jiu災zai工gong作zuo的de順shun利li進jin行xing。發fa展zhan中zhong國guo家jia對dui於yu可ke靠kao的de聯lian網wang或huo離li網wang固gu定ding式shi發fa電dian裝zhuang置zhi的de需xu求qiu也ye促cu進jin了le燃ran料liao電dian池chi的de發fa展zhan。印yin度du和he東dong非fei部bu分fen地di區qu2010年開始引進使用氫和天然氣作為燃料的PEMFC裝置，作為主電源或備用電源供移動電話信號發射塔使用。

zaijiaotongyunshulingyu，zuidadeshangyehuodongchuxianzaiwuliaobanyunbumen，ranliaodianchiyijingkaishiqudaixianxingdeqiansuanxudianchijishu。zaimeiguozijinbuzhuzhengcedecijixia，cangkuyongranliaodianchiwuliaobanyuncheliangyanzhengcheduideshuliangyuelaiyueduo，jinguanyugudingshihebianxieshiranliaodianchizhuangzhixiangbishulianghaihenshao。jinianqian
，ranliaodianchidabadeshangyexiaoshoujiuyikaishi
，tamendeshiyongxingyijingdedaolezhengshi。ranerranliaodianchidabadezaojiayaobiputongchaiyoudabagaowubei，zaijiashangqingnengjichusheshidejianzaofeiyong
，suoyouzhexiedouyiweizhezhiyoubufenchengshihuixuanzeshiyongranliaodianchidaba
，yinweitamenrenweihuafeidaliangtouzihuanquhuanjingxiaoyishizhidede。muqianranliaodianchijiaochejintongguozulinxiangmutigonggeixiaofeizhe，qizhuyaomudeshizai2015年燃料電池車實現商業化生產製造之前獲取必要駕駛經驗及車輛性能信息。

在過去的十年時間裏，PEMFC 和 DMFC裝置一直占據便攜式、固gu定ding式shi以yi及ji運yun輸shu應ying用yong領ling域yu市shi場chang主zhu要yao份fen額e。消xiao費fei者zhe對dui這zhe些xie裝zhuang置zhi的de青qing睞lai促cu進jin了le行xing業ye規gui範fan和he標biao準zhun的de發fa展zhan
，同tong時shi政zheng府fu出chu台tai的de政zheng策ce也ye一yi直zhi在zai降jiang低di這zhe些xie裝zhuang置zhi的de應ying用yong壁bi壘lei，例li如ru航hang空kong公gong司si已yi經jing允yun許xu乘cheng客ke將jiang甲jia醇chun燃ran料liao盒he帶dai上shang飛fei機ji，政zheng府fu還hai為wei燃ran料liao電dian池chiCHP裝置的安裝提供稅費減免。

近期發展

2009年東芝Dynario燃料電池充電器的推出也增加了便攜式裝置的出貨量
，然而這種充電器的生產能力僅為3000台，遠遠低於市場需求量。日本Ene-Farm項目的推出實施以及燃料電池不間斷電源裝置在北美洲的成功安裝使用都刺激了固定式燃料電池應用的迅速增長。

隨著燃料電池係統生產製造商數量的不斷增加，產品供需鏈也隨之穩固增長。燃料電池組件供應鏈以及相關服務也在不斷擴張，包括MEA製造商以及燃料和基礎設施供應商。與產品出貨量相比
，生產能力的增長速度要迅速的多，尤其是在北美洲這種增長趨勢尤為明顯。

2010年(nian)波(bo)及(ji)全(quan)球(qiu)的(de)經(jing)濟(ji)衰(shuai)退(tui)無(wu)疑(yi)對(dui)一(yi)些(xie)燃(ran)料(liao)電(dian)池(chi)公(gong)司(si)帶(dai)來(lai)了(le)負(fu)麵(mian)影(ying)響(xiang)。這(zhe)一(yi)年(nian)燃(ran)料(liao)電(dian)池(chi)行(xing)業(ye)信(xin)貸(dai)資(zi)金(jin)受(shou)限(xian)並(bing)且(qie)政(zheng)府(fu)補(bu)助(zhu)資(zi)金(jin)金(jin)額(e)也(ye)受(shou)到(dao)了(le)限(xian)製(zhi)，然(ran)而(er)一(yi)些(xie)組(zu)織(zhi)的(de)燃(ran)料(liao)電(dian)池(chi)產(chan)品(pin)仍(reng)處(chu)於(yu)研(yan)發(fa)和(he)驗(yan)證(zheng)階(jie)段(duan)，還(hai)不(bu)具(ju)備(bei)盈(ying)利(li)能(neng)力(li)。所(suo)有(you)這(zhe)些(xie)導(dao)致(zhi)了(le)一(yi)部(bu)分(fen)燃(ran)料(liao)電(dian)池(chi)生(sheng)產(chan)企(qi)業(ye)關(guan)門(men)大(da)吉(ji)。

raner，shangshuwentiquegeiqitayixiegongsidailaileqianjindedongli，shiqichanpindeshangyedingweigengjiamingxian，bingqiejijixunzhaoshuishouzengchangjiyu，yiciweigongsiweilaihexinyanfajishutigongzhichi。ziquanqiujingjishuaituifashengzhihou，geguozhengfukaishijiangranliaodianchikanzuokeyicujinweilaijingjizengchang、增加就業的關鍵領域，為此政府為燃料電池技術的研發投入了大量資金。

zongtishanglaishuo，ranliaodianchixingyeyijingzaijiqieliedehuanjingzhongshengcunlexialai。jinguanxuduoranliaodianchigongsijuliyinglizheyimubiaohaihenyuan
，danshiweilaifazhanjiyuyijingshifenminglang。jinnianlairanliaodianchiyijingchenggongyingyongyuduozhonglingyu，zheyeyiweizheqifazhanyijingyougonggutedingjishuzhuanxiangweiteshuzhongleiranliaodianchitigongbiaozhunshejicankao。liruranliaodianchiyijingyongyufuzhudonglizhuangzhihuozheweiwurenji（UAV）提供動力。