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　　科士达蓄电池新闻资讯

　　自一九七二年美国气体技术研究院组织召开了第一次国际氢能经济会议以来，氢能的发展势头迅猛，吸引了各行各业的科学工作者，氢能从一个科学问题转变成政治家争论的焦点。无容置疑，氢能的重要性不仅在于它能改变我们日常生活的能源结构，减少温室效应，而且已成为国家安全不可缺少的部分。氢能时代离我们还有多远？作者以多年的研究经验总结美国当今氢能的发展趋势，分别以三个部分以飨读者:燃料电池的市场化仍需努力；氢气的储存仍是瓶颈；可再生能源是氢气生产的优秀选择。

　　1、前言

　　没有燃烧发动机的轰鸣，也没有发电机组的旋转，燃料电池在无噪声、无污染下将化学能直接转化成电能[1-3]。燃料电池是一种类似电化学电源的装置，不同于一般电化学电池之处是它的燃料和氧化剂是从外部提供（图1）。理论上燃料电池只要在燃料和氧化剂持续供给下可以一直工作下去。

　　图1 燃料电池的工作原理

　　燃料电池的分类是以其电解质来命名的。过去近40年中发展起来的电解质有碱性（如KOH）、酸性（磷酸和质子交换膜）、熔融盐和固体氧化物。在工作温度下，一些电解质是液体（如碱性、磷酸和熔融盐），一些电解质是固体（固体氧化物和质子交换膜），它们的工作温度从70℃，如碱性燃料电池（AFC）和质子交换膜燃料电池（PEMFC），到1000℃的固体氧化物燃料电池（SOFC）不等。每一个燃料电池由下面四部分组成:

　　A、阳极:燃料在此电极上氧化；

　　B、电解质:有导离子作用，同时也起到分开燃料和氧气的作用；

　　C、阴极:氧气在此电极上还原；

　　D、双极板:起收集电流、分配反应物和传输生成物的作用。

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　　图2 燃料电池与卡诺循环的热力学效率比较

　　另外还有几个特殊燃料电池以燃料命名，如直接甲醇燃料电池（DMFC）和直接碳燃料电池（DCFC），其效率和技术还在发展中。

　　燃料电池的优点具体表现在它的转换效率高。图2说明了燃料电池和一般内燃机效率的比较。由于燃料电池没有卡诺循环，其效率在包括热利用的情况下可达到70%，电效率也可达到40～50%。燃料电池的另一个优点是环境污染低，特别是减少了由于燃烧所产生的氮氧化物（NOx）。

　　燃料电池的发展面临着机遇和诸多挑战。美国能源部总结了成本和寿命是燃料电池商业化的主要障碍[4]。其它方面，诸如体积能量比，重量能量比，以及热和水管理所带来的系统问题都需要解决。燃料电池的商业化必须要解决以下问题: