2026-04-12 00:32:28
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燃料電池(FuelCell)最早可追溯到1839年英國WilliamGrove進行的水逆電解反應時所發明的技術,至於其真正的實用化,則直到20世紀60年代才實際應用在航天及太空上。到20世紀80年代,在環保、節能等全球議題帶動下,美國、日本、加拿大、韓國及西歐各國等數百家公司及研究機構積極投入,燃料電池開始進入民用市場,到20世紀90年代後期燃料電池技術新專利不斷產生。近年,在低碳經濟的全球背景下,燃料電池研發和商業化進程有加快趨勢。 燃料電池定義 燃料電池是一種在等溫下直接將儲存在燃料和氧化劑中的化學能高效率(37~70%)地轉換成化學能的電源產品;由於所使用的主要是氫氣、醇類等燃料,且轉動的組件極少,具有對環境負荷小(低汙染)、低噪音的特點,故其不僅適合用於中央電廠和區域分散電廠發電,亦可作為交通運輸工具(例如電動汽車、電動機車及電動自行車等)的動力電源,近年來,在國際領先企業的積極投入研發推動下,具有成為便攜式電子產品下一代動力電池的潛力。 燃料電池的主要特性 傳統能源利用方式主要有兩大弊病:一(yi)是(shi)儲(chu)存(cun)於(yu)燃(ran)料(liao)中(zhong)的(de)化(hua)學(xue)能(neng)必(bi)需(xu)首(shou)先(xian)轉(zhuan)變(bian)成(cheng)熱(re)能(neng)後(hou)才(cai)能(neng)被(bei)轉(zhuan)變(bian)成(cheng)機(ji)械(xie)能(neng)或(huo)電(dian)能(neng),受(shou)卡(ka)諾(nuo)循(xun)環(huan)及(ji)現(xian)代(dai)材(cai)料(liao)的(de)限(xian)製(zhi),在(zai)機(ji)端(duan)所(suo)獲(huo)得(de)的(de)效(xiao)率(lv)一(yi)半(ban)以(yi)上(shang)被(bei)浪(lang)費(fei);二是傳統的能源利用方式給今天人類的生活環境造成了巨量廢水、廢氣、廢渣、廢熱和噪聲的汙染。 多duo年nian來lai人ren們men一yi直zhi在zai努nu力li尋xun找zhao既ji有you較jiao高gao的de能neng源yuan利li用yong效xiao率lv又you不bu汙wu染ran環huan境jing的de能neng源yuan利li用yong方fang式shi,而er燃ran料liao電dian池chi就jiu是shi比bi較jiao理li想xiang的de發fa電dian技ji術shu。燃ran料liao電dian池chi十shi分fen複fu雜za,涉she及ji化hua學xue熱re力li學xue、電化學、電催化、材料科學、電力係統及自動控製等眾多學科相關理論,具有發電效率高、環境汙染少等優點。 燃料電池發展瓶頸 燃料電池與其他動力相比雖然有許多優點,但是也麵臨成本過大、造價偏高的問題。例如車用質子交換膜燃料電池成本中貴金屬催化劑約占40%,質子交換膜約占35%,zheliangzhedezaojiadouhenanggui。lingwai,ranliaodianchideqidongsuduyuneiranjiyinqinghaiyouchaju,ranliaodianchidefanyingxinghewendingxingerzhecunzaibukejiandedemaodun。tongshiranliaodianchidetanqingranliaomuqianhaiwufazhijieliyong,chujiawanwaijunxujingzhuanhuaqichulichanshengchunqingcaikeyiyingyong。ciwai,chuqingjishudezhiyuehejiaqingchongqizhanjichujianshedebuzuyejidadizhiyueleranliaodianchidetuiguang。 總而言之,燃料電池在以下幾個方麵有待突破。
燃料電池使用成本: (1)燃料電池使用貴金屬鉑作為催化,且鉑極易因一氧化碳中毒喪失活性; (2)氫氣製取成本高,每公斤氫氣價格為汽油的數倍,儲運難度大,氫氣儲運成本高; (3)燃料電池的穩定性、壽命、複雜路況下的性能衰減,維護費用較高。 加氫網絡:氫氣常溫常壓下是易燃易爆的氣體,且很難液化。氣體狀態下,能量密度低(680個大氣壓下的氫氣氣體,能量密度僅為一加侖汽油液體的14%)。氫能基礎設施落後,短時間內難以組成一個像加油站一樣的網絡。 燃料電池投資分析 通過對比不同類型電池性能和應用後,賽迪創新投資認為雖然目前鉛酸、鎳氫電池在動力電池領域占據主導地位,但由於汙染性和續航能力等問題,傳統的鉛酸、鎳(nie)氫(qing)電(dian)池(chi)將(jiang)逐(zhu)漸(jian)被(bei)淘(tao)汰(tai)。隨(sui)著(zhe)鋰(li)電(dian)池(chi)技(ji)術(shu)的(de)不(bu)斷(duan)成(cheng)熟(shu),製(zhi)造(zao)成(cheng)本(ben)和(he)安(an)全(quan)性(xing)能(neng)的(de)逐(zhu)漸(jian)提(ti)高(gao),鋰(li)離(li)子(zi)電(dian)池(chi)在(zai)未(wei)來(lai)五(wu)到(dao)十(shi)年(nian)內(nei)將(jiang)是(shi)動(dong)力(li)電(dian)池(chi)發(fa)展(zhan)的(de)主(zhu)流(liu)方(fang)向(xiang)。 但是,鋰離子電池存在下遊原料供應短缺、電(dian)池(chi)安(an)全(quan)穩(wen)定(ding)性(xing)差(cha)等(deng)方(fang)麵(mian)問(wen)題(ti)。而(er)燃(ran)料(liao)電(dian)池(chi)是(shi)一(yi)種(zhong)純(chun)正(zheng)的(de)綠(lv)色(se)清(qing)潔(jie)能(neng)源(yuan),可(ke)減(jian)輕(qing)溫(wen)室(shi)效(xiao)應(ying)使(shi)全(quan)球(qiu)氣(qi)候(hou)變(bian)暖(nuan),符(fu)合(he)當(dang)前(qian)低(di)碳(tan)經(jing)濟(ji)的(de)需(xu)要(yao),同(tong)時(shi)氫(qing)氣(qi)等(deng)燃(ran)料(liao)供(gong)給(gei)來(lai)源(yuan)途(tu)徑(jing)廣(guang)闊(kuo),燃(ran)料(liao)電(dian)池(chi)具(ju)有(you)很(hen)大(da)的(de)發(fa)展(zhan)潛(qian)力(li)。如(ru)果(guo)燃(ran)料(liao)電(dian)池(chi)在(zai)技(ji)術(shu)上(shang)有(you)突(tu)破(po)的(de)話(hua),燃(ran)料(liao)電(dian)池(chi)將(jiang)有(you)很(hen)大(da)的(de)發(fa)展(zhan)空(kong)間(jian)。