1、XXXX 燃料电池标准化发展规划及制定的重点项目(1)一、燃料电池作为新能源在国际上的发展状况及动向石油、煤炭等不可再生能源资源的日趋枯竭，引起的环境严重污染及直接影响国家经济发展、国防安全已是 21 世纪各国面临的三大问题。为解决经济发展与能源短缺及环境污染之间日益加剧的矛盾，发展清洁、高效、可持续发展的新能源动力技术已成为十分紧迫的任务。采用氢能源是当前世界公认的可代替石油能源的主要出路之一。氢是一种可储藏运输、燃点较高，热值相当汽油的3 倍，实质上是一种可再生能源。21 世纪将成为氢能的时代。美国、欧洲、日本等强国在制定其未来能源政策时，都把发展氢能作为一个主要方向，而燃料电池正是氢能时
2、代的最佳能量转换装置。作为燃料电池燃料的氢可从煤碳、天然气和石油中制取，也可从植物、生物排放物、太阳能、风能和电解水等过程中制取。因此隨着生产成本、可靠性、寿命等问题的逐步解决，燃料电池有望在 XX 年左右进入商品化，并逐渐成为一种世界范围内的重要能源之一。 燃料电池发电具有以下独特的优越性：1清洁。氢经过燃料电池电化学作用，一面释放电能推动机械作功，一面与空气中的氧化合又重新产生水，几乎无硫氧化合物和氮氧化合物的排放，温室气体 CO2 的排放量也远小于火力发电厂。由于燃料电池本身没有转动部件，因此其工作环境非常安静。2高效。从理论上讲，燃料电池可将燃料所含化学能的 90%转化为可利用的电和能
3、。已实现商业化的磷酸型燃料电池实际运行中发电效率接近 46%；而熔融碳酸盐燃料电池和固体氧化物燃料电池的发电效率可达到 60%，而目前其他能源的效率大约是：核能 3033%、天然气 3040%、煤为 3338%、油为 3440%。3可靠。与燃烧涡轮机循环系统或内燃机相比，燃料电池发电系统其转动部件很少，因而系统更加安全可靠。燃料电池系统发生的唯一事故就是效率降低。4灵活分散式供电。电力工业集中供电的模式越来越受到分散式供电的挑战。电力工业由于规模效益，发电厂规模都很大，而且远离用户，电力要通过高压线及变电站输送到用户。分散式电站与用户距离很近，利于降低成本，改进服务。燃料电池发电厂就是属于分散
4、式供电系统的一种。其效率与其规模无关，可根据用户需求而增减发电容量；其安全性和供电质量非常高。这对计算机、通讯、银行、连续生产等系统非常有利，因为它减少了由外部电网中断所可能引起的事故。燃料电池按电解质的性质划分为五大类，它们各自处在不同的发展阶段。表 1 显示了这五类电池的技术、用途与应用现状等特性。从中，我们知道可用作新能源的有质子交换膜燃料电池、磷酸燃料电池、熔融碳酸盐燃料电池和固体氧化物燃料电池。欧美都在大力发展燃料电池。XX 年 9 月 10 日欧盟委员批准通过了一系列措施，加强能源系统和燃料电池的研究和开发，以便在中期内使欧盟减少对石油的依赖和保持可持续发展。这些措施包括首先是建立
5、一个协调机构，对可行建议和计划进行协调；此外还确定了以氢为主的发展战略和日程表。氢燃料电池是欧盟实现 2020 年 20%能源来自替代能源目标的主要办法。欧盟认为“燃料电池将有助于解决能源供应安全，环境和气候变化问题。此外，它还使能源生产不那么集中” 。不过，欧洲在这方面的公共支持还处于较低水平。在 XXXX 年期间内仅投资 3 亿欧元。美国能源部于 XX 年 9 月 5 日正式发布“自由汽车合作计划”。该计划支持制定有关氢能基础设施法规和标准的科学基础的研究，重点是燃料电池动力系统，氢能存储系统等同时确定 XX 年目标的技术指标：XX 年 2 月 6 日美国布什总统在华盛顿举行的能源问题论坛
6、上说，如果美国把氢动力发展成为一种实用的民用燃料， “我们就能在 2040 年以前把每天的石油需求量减少 1100 万桶以上” 。布什的预算案建议今后 5 年里为氢燃料计划和“自由汽车合作计划”提供17 亿美元的经费，其中包括用于氢研究的亿美元新经费。然而，目前燃料电池在国际范围内仍未进入大规模的商业化，主要有以下几个原因：1与传统的发电方式相比，燃料电池市场价格依然昂贵；2燃料电池的工作寿命及可靠性仍有待于进一步提高；3燃料电池技术不够普及，缺乏完善的燃料供应体系。因此朝着解决上述问题的主要方向是：1研究新材料：如新的离子交换膜、新型电催化剂、新型双极板等，以降低燃料电池的制造成本，提高燃料
7、电池的工作寿命及可靠性，增强其市场竞争力。2建立示范模型：如以燃料电池为动力的纯电动车；住宅或商用分散型燃料电池电站；便携式燃料电池动力源等。通过示范模型，普及燃料电池技术，政府在规划基础建设时，建立适合于燃料电池的燃料供应体系。3优化电池结构与发电系统。二、燃料电池作为新能源在我国的研发现状我国自 90 年代以来，多家研究机构开展了熔融碳酸盐燃料电池的研究工作。上海交通大学、大连化物所等单位在阴极、阳极、LiAlO2 粉料、电解质隔膜，双极板等关健材料和部件的制备，在电池组的设计、组装及电池系统总体技术的开发上取得了一定的突破。上海交大 XX 年 6 月成功进行了 kW 电池组的发电试验。目
8、前我国已具备了研制数十 kW级熔融碳酸盐燃料电池发电系统的能力。在“八五” 、 “九五”期间我国已有十几个单位进行了 SOFC相关技术的研究，如大连化物所、中科院上海硅酸盐研究所，吉林大学、中国科技大学等。在材料和部件，在工艺方面都取得了较大的进展。XX 年 3 月中科院上海硅酸盐所成功地进行了 800W 的发电试验。目前我国也已具备了研制数 kW 级固体氧化燃料电池发电系统的能力。我国质子交换膜燃料电池的研发进展得更快些。由于受国际上发展趋势，特别是电动汽车的需求的影响。比较有影响的单位是大连化物所，北京世纪富源公司，上海神力公司及北京绿能公司等单位。他们研制的电池组最大功率均能做到 30kW 以上。上海神力公司的报告称他们已完成第二代燃料电池发动机的研制任务，与清华大学轿车配套的燃料电池发动机功率达到 45kW 与该校大巴车配套的功率则可达 80kW。科技部非常重视和支持燃料电池汽车技术的研发，“十五”国家 863 计划中，特别设入电动汽车重大专项，投入近 9 亿元，无疑这将推动 PEMFC 在电动汽车上作为动力的研发工作。（作者：3COME 未知本文来源于爬虫自动抓取，如有侵犯权益请联系 service立即删除）
