燃料电池电站简介

经过多年的研究开发和相关技术上的进步，很多公司认为，燃料电池用于发电的成本，已可同传统的电站设备相竞争，但还不能同汽车发动机相媲美，燃料电池汽车真正进入市场还需若干年的时间。

由于汽油、天然气或甲烷等是富含氢的有机化合物，所以燃料电池大多使用汽油、天然气做燃料。但未来若能找到更廉价的制氢或储氢方法，会使燃料电池进入一个更加美好的新天地。

效率高是燃料电池电站具有竞争性的关键。PC25燃料电池发电机的效率为40%，而250千瓦的燃气轮机的效率只有30%。该公司总裁鲍尔彻说，公司的下一代燃料电池发电机的制造成本，将可降低到具有竞争力的水平。

美国政府每年花费9000万美元用于燃料电池的研发，而且相当多的公司将重点放在了研发汽车用燃料电池上。例如戴姆勒－克莱斯勒公司就同巴拉德燃料电池公司组成合伙企业，研发生产燃料电池。但目前最好的燃料电池，从重量和价格上都不能同汽车发动机相竞争。

因为现有的汽车发动机无论从性能上还是从可靠性方面，都属十分成熟的技术，给汽车加油和维修的基础设施也已十分健全，这就造成了短期内燃料电池汽车无法同传统汽车相竞争的局面。由于燃料电池的成本已降低到只烧矿物燃料电站的2倍，所以，第一个成熟的生产产品是燃料电池发电机。当前，一些燃料电池制造厂家如巴拉德公司，正研发可供普通居民使用或便携式的燃料电池发电装置。美国的H动力公司已开发出45千瓦的燃料电池发电机。位于美国康涅狄格州的国际燃料电池公司，现已设计出了使用天然气、可发出200千瓦电力的燃料电池发电机。该名为PC25的发电机可满足中等规模办公楼电力需求。过去该公司已向17个国家的企业、学校及政府机构售出220台PC25，用以取代原有发电装置或作为备用发电装置。

在康涅狄格州，一家叫MoheganSun的赌场，就安装了一台称为Mohegan－2号燃料电池赌场发电机，可发电200千瓦，还可供热及提供纯水，而产生的二氧化碳量极少。这种燃氢气的燃料电池发电机，已从长期的研发阶段进入商品开发阶段。2100433B

碱性燃料电池(AFC)是最早开发的燃料电池技术,在20世纪60年代就成功的应用于航天飞行领域。磷酸型燃料电池(PAFC)也是第一代燃料电池技术,是目前最为成熟的应用技术,已经进入了商业化应用和批量生产。由于其成本太高,目前只能作为区域性电站来现场供电、供热。熔融碳酸型燃料电池(MCFC)是第二代燃料电池技术,主要应用于设备发电。固体氧化物燃料电池(SOFC)以其全固态结构、更高的能量效率和对煤气、天然气、混合气体等多种燃料气体广泛适应性等突出特点,发展最快,应用广泛,成为第三代燃料电池。

目前正在开发的商用燃料电池还有质子交换膜燃料电池(PEMFC)。它具有较高的能量效率和能量密度,体积重量小,冷启动时间短,运行安全可靠。另外,由于使用的电解质膜为固态,可避免电解质腐蚀。燃料电池技术的研究与开发已取得了重大进展,技术逐渐成熟,并在一定程度上实现了商业化。作为21世纪的高科技产品,燃料电池已应用于汽车工业、能源发电、船舶工业、航空航天、家用电源等行业,受到各国政府的重视。

我国燃料电池研究始于20世纪50年代末,70年代国内的燃料电池研究出现了第一次高峰,主要是国家投资的航天用AFC,如氨/空气燃料电池、肼/空气燃料电池、乙二醇/空气燃料电池等.80年代我国燃料电池研究处于低潮,90年代以来,随着国外燃料电池技术取得了重大进展,在国内又形成了新一轮的燃料电池研究热潮.1996年召开的第59次香山科学会议上专门讨论了“燃料电池的研究现状与未来发展”,鉴于PAFC在国外技术已成熟并进入商品开发阶段,我国重点研究开发PEMFC、MCFC和SOFC.中国科学院将燃料电池技术列为“九五”院重大和特别支持项目,国家科委也相继将燃料电池技术包括DAFC列入“九五”、“十五”攻关、“ 863”、“973”等重大计划之中.燃料电池的开发是一较大的系统工程,“官、产、研”结合是国际上燃料电池研究开发的一个显著特点,也是必由之路.目前,我国政府高度重视,研究单位众多,具有多年的人才储备和科研积累,产业部门的兴趣不断增加,需求迫切,这些都为我国燃料电池的快速发展带来了无限的生机.

另一方面,我国是一个产煤和燃煤大国,煤的总消耗量约占世界的25%左右,造成煤燃料的极大浪费和严重的环境污染.随着国民经济的快速发展和人民生活水平的不断提高,我国汽车的拥有量(包括私人汽车)迅猛增长,致使燃油的汽车越来越成为重要的污染源.所以开发燃料电池这种洁净能源技术就显得极其重要,这也是高效、合理使用资源和保护环境的一个重要途径。

2020年7月10日，著名期刊《科学》刊发中国地质大学（武汉）科研团队学术论文，宣布通过半导体异质界面电子态特性，把质子局限在异质界面，设计和构造了具有低迁移势垒的质子通道。高离子电导率的电解质开发，是解决目前燃料电池应用的关键。中国地质大学（武汉）科研团队的研究如同给质子修建高速公路，即利用半导体异质界面场诱导金属态，助推超质子实现又快又好地‘跑起来’，从而获得优异的电导率。 。

燃料电池电堆组件包括燃料电池电堆、附件系统和升压 DC/DC，将这些部件集成在一起，使得整个组件更加小型化、轻量化，而且成本更低。