深入了解燃料电池技术

燃料电池就像普通电池一样地工作，把化学能转换成电能，但它又不同于普通电池。如图1-1所示，它借助燃料（如氢气）和氧化剂（如氧气）可持续产生直流电（同时也产生水和热量）。在20世纪60年代，美国研制出了第一个可实际应用的燃料电池，并在“双子星”和“阿波罗”空间计划中使用。从那时起，虽然从商业化的角度来看这仍是个“新”技术，但燃料电池已经被越来越多地用于陆地。随着一些根本障碍被克服，燃料电池对于某些应用已经更可行，而且被逐步开发和商业化。

图1-1 一个燃料电池的输入和输出(www.xing528.com)

举例来说，1993年Ballard Power Systems公司演示了燃料电池公共汽车。之后，所有主要汽车制造商在20世纪90年代末和21世纪初都开发了燃料电池汽车的样车，并且正在美国、日本和欧洲进行测试。在固定式电力方面的应用，现在已经在全球范围的医院、办公楼和公用电厂等地安装了2500多个固定燃料电池电力系统。2005年，三星电子公司还推出了便携式应用的燃料电池样品，可以驱动笔记本电脑工作约15h。尽管如此，燃料电池的商业化仍面临许多挑战，其中最重要的问题是降低成本并提高运行的可靠性。

最近燃料电池的开发和商业化动力日益增强，是因为它有以下几个优点：“清洁”的副产品（例如使用纯氢气会生成水），这意味着“零排放”，如果有排放，也是极少的氮氧化合物和硫氧化合物。即使用额外的燃料处理和供给设备，由于没有任何移动部件，它们仍然能安静地工作。再者，它们有很高的能量密度和效率，发电效率一般超过40%，比传统的内燃发动机/发电机更好。而且从燃料电池来的废热可以用于加热目的，因此增加了整体的效率。最后，它们能增加国家能源安全性，因为不同的燃料电池可以使用各种常规和可替代燃料，如氢气、甲醇、乙醇和天然气。而氢气本身可以通过提炼各种不同的可再生能源来得到，这样可以帮助国家减少对外国石油的依赖。