燃料电池的燃料选择

储存在氢气、甲醇或者其他碳氢化合物FC中的化学能要高于普通电池组，这就是用燃料电池代替普通电池一个重要原因，例如小型专用电力系统。又如，在不久的将来，可移动的DMFC能够与锂电池或者镍氢电池相竞争^[11]。而氢气也可以作为电动汽车燃料的一种选择，因为目前关于氢气的产生、储存、运输以及反应这些基础设施方面的问题都已经得到了解决。

目前，固定式和便携式燃料电池的燃料一般都是气态和液态氢气或者液态甲醇^[12]。当前使用的甲醇是从天然气中提取出来的，其燃烧会增加CO₂的排放。氢气，特别是甲醇还可以从可再生资源、生物质和另外一些废弃物中产生，例如纸浆和造纸的副产品。新技术可以将动植物材料，如植物体和动物的粪便等，用于大规模生产所需的液态、气态生物燃料。氢气将会成为FC燃料的首选是因为它燃烧的产物只有水。然而，氢气的储存和运输问题依然存在。只要运用正确的方法从可再生资源中提取燃料将会变得既经济又可持续。利用废弃物和生物质发电，实现燃料电池的高效率，这些都突显出了FC的环境效益。真正的挑战不仅在于尽可能地产生纯净的燃料，同时还在于在工业和城市中形成新的集成发电方案，这样就能处理各种燃料和废弃物，并能长期进行下去。

图15.2所示为将生物质或者其他可再生资源汽化并通过混合气（CO和H₂）生产甲醇的过程。在催化剂温度高于1000K的前提下，一氧化碳就能与氢气反应生成甲醇。通过使用各种汽化工艺，利用生物质、生物油、黑液，以及另外一些可再生的生物废弃物来产生合成气的研究已经有很长一段时间。然而，合成气中的杂质气体可能会引起一系列的问题，特别是使用各种像生物质或者废弃物这样的可变燃料。反应产生的甲醇可以作为内燃机或者DMFC的液体燃料来使用。合成气里混杂的CO和H₂可以通过汽化使其分离，其中H₂可以作为PEMFC的燃料来使用，而CO可以燃烧或者合成碳氢化合物。(www.xing528.com)

图15.2 通过高效燃料电池使生物质和废弃物汽化发电的方案