燃料电池的应用和研究
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[6]
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[3]
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PEMFCMCFC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 863973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.[7]
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[7]
