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燃料电池发展现状调研报告燃料电池是一种将化学能转化为电能的设备，可以利用氢气或其他可燃气体进行发电。
燃料电池具有高效、环保、静音等特点，被认为是未来能源领域的重要发展方向之一。
本文通过对燃料电池发展现状的调研，对其技术进展、市场应用以及面临的挑战进行了总结。
一、技术进展燃料电池技术在过去几十年中取得了显著的进展。
首先，关于燃料电池的催化剂研究取得了重要突破，使得燃料电池的性能得到了显著提升。
其次，燃料电池的材料研究也得到了长足的发展，包括电解质材料、电极材料等方面。
此外，燃料电池的系统集成和控制技术也逐渐成熟，大大提升了燃料电池的可靠性和稳定性。
二、市场应用燃料电池在多个领域具有广阔的市场应用前景。
首先，燃料电池在交通领域的应用受到了广泛关注。
随着氢能源基础设施的建设逐渐完善，燃料电池汽车的市场份额有望逐渐增长。
其次，燃料电池还可以作为分布式能源系统中的重要组成部分，为建筑物、工厂等提供电力。
此外，燃料电池也有望在航空、船舶等领域实现应用，取代传统燃料。
三、面临挑战虽然燃料电池技术已经取得了巨大的进展，但仍然面临一些挑战。
首先，燃料电池的成本问题是目前最大的挑战之一。
燃料电池的制造成本高，且依赖于稀有金属等材料，使得其商业化进程受到一定阻碍。
其次，燃料电池氢气的储存和输送也是一个技术难题，需要配套建设完善的氢能基础设施。
此外，燃料电池系统的寿命和可靠性也需要进一步提升。
综上所述，燃料电池作为一种高效、环保的能源转换技术，在技术进展、市场应用方面取得了一定的成果。
然而，燃料电池仍然面临着一些挑战，如成本、氢气储存和输送以及系统的寿命和可靠性等问题。
未来，需要进一步加强燃料电池相关技术的研究，促进其商业化进程，为推动可持续能源发展作出更大贡献。
燃料电池的研究进展综述⼀. 燃料电池简介1.定义燃料电池(Fuel Cells)是⼀种不需要经过卡诺循环的电化学发电装置，能量转化率⾼。
燃料和空⽓分别送进燃料电池，电就被奇妙地⽣产出来。
它从外表上看有正负极和电解质等，像⼀个蓄电池，但实质上它不能“储电”⽽是⼀个“发电⼚”。
由于在能量转换过程中，⼏乎不产⽣污染环境的含氮和硫氧化物，燃料电池还被认为是⼀种环境友好的能量转换装置。
由于具有这些优异性，燃料电池技术被认为是21世纪新型环保⾼效的发电技术之⼀。
随着研究不断地突破，燃料电池已经在发电站、微型电源等⽅⾯开始应⽤。
2.基本结构燃料电池的基本结构主要是由四部分组成，分别为阳极、阴极、电解质和外部电路。
通常阳极为氢电极，阴极为氧电极。
阳极和阴极上都需要含有⼀定量的电催化剂，⽤来加速电极上发⽣的电化学反应，两电极之间是电解质。
图1.燃料电池基本结构⽰意图3.分类⽬前燃料电池的种类很多，其分类⽅法也有很多种。
按不同⽅法⼤致分类如下：(1)按运⾏机理来分类：可分为酸性燃料电池和碱性燃料电池；(2)按电解质的种类来分类：有酸性、碱性、熔融盐类或固体电解质；图2.燃料电池分类详细介绍(3)按燃料的类型来分类：有直接式燃料电池和间接式燃料电池；(4)按燃料电池⼯作温度分：有低温型(低于200℃)；中温型(200-750℃)；⾼温型(⾼于750℃)。
4.原理燃料电池的⼯作原理相对简单，主要包括燃料氧化和氧⽓还原两个电极反应及离⼦传输过程。
早期的燃料电池结构相对简单，只需要传输离⼦的电解质和两个固态电极。
当以氢⽓为燃料，氧⽓为氧化剂时，燃料电池的阴阳极反应和总反应分别为：阳极：H2 → 2Ｈ＋＋2ｅ-阴极：1/2 O2＋2Ｈ＋＋2ｅ-→Ｈ2O总反应：H2＋1/2Ｏ2 →H2O其中，Ｈ2通过扩散达到阳极，在催化剂作⽤下被氧化成和ｅ-，此后，Ｈ通过电解液到达阴极，⽽电⼦则通过外电路带动负載做功后也到达阴极，从⽽与O2发⽣还原反应（ORR）。
燃料电池发展现状及未来趋势分析引言：燃料电池是一种具有高效、清洁、可再生特征的能源转换技术，被广泛认为是解决全球能源与环境难题的重要途径之一。
本文将对燃料电池的现状进行分析，并探讨其未来的发展趋势。
第一部分：燃料电池现状1. 燃料电池的基本原理燃料电池是通过利用氢气（或其他燃料）与氧气反应产生电能和热能的装置。
其基本原理是在阳极（负极）和阴极（正极）之间通过电解质（如聚合物膜）传递离子，同时由阳极催化剂使燃料发生氧化反应，产生电子和正电离子。
电子经过外部电路传输，而正离子穿过电解质传输到阴极，并与氧气发生还原反应，最终产生水。
2. 燃料电池的应用领域燃料电池被广泛应用于交通工具、电力系统、移动设备等领域。
其中，交通工具是燃料电池的主要应用领域之一。
燃料电池动力的优势在于高效、无污染、噪音低，可以为汽车提供零排放的驱动力。
3. 燃料电池的现状与挑战目前，燃料电池技术已经在一定程度上成熟，并逐步商业化。
然而，燃料电池的商业化进程仍面临一些挑战。
首先，成本仍然较高，制约了其大规模应用。
其次，氢气的储存与供应问题是一个关键难题。
此外，燃料电池的寿命、稳定性和可靠性也需要进一步改进。
第二部分：燃料电池未来的趋势1. 技术创新与成本降低燃料电池技术在不断创新与突破，各种新材料和催化剂的开发有望改善燃料电池的性能，并降低成本。
例如，金属氧化物催化剂的研究、负载型催化剂以及非贵金属催化剂的开发都有望降低燃料电池的制造成本。
此外，先进的材料设计和工程方法也将有助于提高燃料电池的效率和稳定性。
2. 燃料电池与可再生能源的结合燃料电池与可再生能源的结合将成为未来的发展趋势之一。
可再生能源如风能、太阳能等具有间歇性和不稳定性的特点，而燃料电池可以将这些能源转化为电能，并且具备储能功能，能够提供持续稳定的电力输出。
这种结合不仅可以解决可再生能源的波动性问题，还可以提高能源利用率和系统的可靠性。
3. 氢能基础设施建设的加速推进为了推动燃料电池的发展，氢能基础设施的建设至关重要。
燃料电池的发展现状及研究进展燃料电池作为一种清洁能源技术，受到了全球范围内的广泛关注。
它能够将化学能转化为电能，并且只产生水和热作为副产物，不会产生有害物质，具有很高的能量转化效率和零排放的特点。
因此，燃料电池被认为是解决能源和环境问题的理想选择。
在过去的几十年里，燃料电池的发展取得了巨大的进展，下面将对其现状和研究进展进行介绍。
首先，燃料电池的发展现状。
目前，燃料电池主要包括质子交换膜燃料电池（PEMFC）、固体氧化物燃料电池（SOFC）和燃料电池。
聚合物电解质燃料电池（PAFC）等几个主要类型。
其中，PEMFC是目前应用最广泛的一种燃料电池，主要用于汽车和小型移动设备。
SOFC由于其高温运行特性，被广泛应用于大型电力系统和工业领域。
AFC早在燃料电池研究的早期就被发展出来，目前在一些特殊领域如宇航等得到了应用。
另外，还有其他类型的燃料电池如碱性燃料电池（AFC）、直接甲醇燃料电池（DMFC）等，不同类型的燃料电池适用于不同的应用场景和需求。
其次，燃料电池的研究进展。
燃料电池的研究主要集中在提高性能和降低成本两个方面。
在性能方面，研究人员致力于提高燃料电池的功率密度和能量效率。
例如，通过优化催化剂的设计和合成，改善了燃料电池的催化剂活性和稳定性。
此外，探索新型电解质材料和电极材料，如合金储氢材料、碳纳米管等，也为提高燃料电池性能提供了新的途径。
在成本方面，研究人员致力于降低燃料电池的原材料成本和制造工艺成本。
例如，开发更便宜的催化剂替代品，改进制造工艺等。
此外，维护和管理燃料电池的寿命也是一个重要的研究方向。
因为燃料电池的寿命直接影响其经济性和可靠性。
此外，燃料电池的应用领域也在不断扩大。
除了传统的汽车和移动设备领域，燃料电池还得到了微型电网、船舶、飞机、无人机等更广泛的领域的关注。
例如，由于其高电能密度和长时间稳定性，燃料电池被广泛应用于微型电网系统中，以实现可靠的电力供应。
此外，由于其轻量化特性和零排放的特点，燃料电池在船舶、飞机和无人机领域也具有巨大的应用潜力。
燃料电池技术的现状与发展趋势随着环境污染问题的日益严重，人们对清洁能源的需求越来越强烈。
燃料电池作为一种非常干净的能源转换技术，近年来备受关注。
本文将介绍燃料电池技术的现状，并探讨其未来的发展趋势。
第一章燃料电池技术的概述燃料电池是一种将化学能转化为电能的先进技术，与传统的燃动式发电机不同，燃料电池利用氢气或可燃气体和氧气的电化学反应来产生电能。
燃料电池具有高能量效率、零污染、声音低等优点，是未来能源转换技术的重要方向之一。
燃料电池通常分为以下几种类型：聚合物电解质膜燃料电池（PEMFC）、固体氧化物燃料电池（SOFC）、碱性燃料电池（AFC）和直接甲醇燃料电池（DMFC）等。
其中，PEMFC是应用最广泛的类型，其应用领域主要为汽车、船舶、机器人等。
第二章燃料电池技术的现状2.1 燃料电池的优点燃料电池具有优异的环保性能，不存在传统燃烧过程中产生的二氧化碳、氮氧化物等有害气体。
燃料电池能够高效转化化学能为电能，其能效比普通燃烧发电高出40%-60%。
同时，燃料电池噪音低、体积小、结构简单，易于维护。
2.2 燃料电池的局限性燃料电池的成本较高，且维护困难。
另外，燃料电池的存储和输运涉及氢气，需要相应的储运设施建设。
在使用过程中，燃料电池还存在耐久性较低、抗污染性较差等问题。
2.3 燃料电池的应用现状目前，燃料电池应用最广泛的领域为汽车，多家汽车厂商已经推出了使用燃料电池的车型。
另外，燃料电池还被应用于船舶、飞机等交通工具，以及家用电器及备用电源等领域。
第三章燃料电池的发展趋势3.1 技术创新随着科技水平的提高，燃料电池技术也在不断更新迭代。
正在研发中的新型燃料电池拥有体积更小、效率更高、更加环保等优点，同时也解决了传统燃料电池中存在的问题，比如能源储存问题、抗污染性等方面的问题。
3.2 产业链完善随着燃料电池应用领域的不断拓展和技术创新，相关产业链已逐渐形成。
燃料电池的生产、储运、市场销售等环节也因此得到了进一步完善。
燃料电池技术的现状及发展趋势随着环境保护意识的增强以及可再生能源的不断发展，燃料电池技术也逐渐走进我们的视野。
燃料电池技术是指将化学能转化为电能的一种新能源技术。
相比传统燃油车，它具有零排放、高效、清洁等优势，可谓是一种环保型的高端科技。
那么，燃料电池技术的现状和发展趋势究竟是怎样的呢？本文将从技术现状、市场前景和未来发展三个方面进行剖析。
1. 技术现状目前，燃料电池技术已经有了较大的进展，主要体现在以下三个方面：（1）电化学反应的稳定性逐渐增强燃料电池的核心部件是电化学反应膜，它的稳定性直接决定着整个燃料电池的寿命。
随着科学家们对电化学反应机理的了解越来越深入，对反应膜材料的研究和改良也取得了不小的成果。
（2）燃料电池的存储技术得到提升燃料电池的燃料一般为氢气或者甲醇等，如何有效地储存这些燃料也是燃料电池技术所面临的难题。
目前，科学家们正在研究开发一些新型的储氢或储甲醇技术，如将氢气储存于固体材料中，或者将甲醇直接储存于燃料电池的反应膜中等。
（3）生产成本有所下降从一开始的高成本，到现在的生产工艺逐渐成熟，燃料电池技术的生产成本逐渐降低。
科学家们正在不断寻求降低材料成本，提高生产效率的方法。
2. 市场前景燃料电池技术市场前景广阔，这一点早已不是业内人士的秘密。
特别是在汽车领域，燃料电池车已经成为了各大汽车厂商争相研发的领域，而其中日系汽车厂商尤为突出。
燃料电池车的优点不仅在于环保，同时在功率、稳定性等方面也有所突破。
以丰田的Mirai为例，它的最大功率达到了154马力，最大续航里程也能够达到了502公里，相比燃油车有了明显的提升。
而在价格上，基于国家对新能源的支持，燃料电池车也有了一定的降价幅度。
另外，燃料电池技术还具有广泛的适用性，可以用于移动电源、航空航天器、及家庭应用等领域。
燃料电池技术不仅可以涉足汽车领域，还可以延伸到各个领域，具有强大的市场竞争力。
3. 未来发展从技术趋势上看，燃料电池技术未来的发展方向将主要集中在以下几个方面：（1）提高燃料电池的功率密度目前，燃料电池的功率密度仍然较低，也就是说燃料电池发电效率有待进一步提升。
燃料电池技术的发展现状及趋势分析目前，燃料电池技术已经取得了长足的进展，应用领域也在逐渐扩展。
首先是交通运输领域。
燃料电池汽车已经投入使用，并且在一些发达国家如美国、日本、德国等得到了推广。
燃料电池汽车具有零排放、长续航能力、短充电时间等优点，成为未来汽车发展的一种重要选择。
其次是航空、船舶领域。
燃料电池可以提供高能量密度，轻质的燃料，未来有望替代传统燃料，使得航空、船舶的运行更加环保和高效。
再次是移动电源领域。
燃料电池技术可以为手机、平板电脑等设备提供可持续的电力支持，解决了传统电池充电周期短、纯电动设备使用时间有限等问题。
燃料电池技术在国内外得到了广泛的研究和开发。
国内燃料电池产业链也在不断完善。
例如，国内已经有多家企业研发出了自主品牌的燃料电池汽车，并开始批量生产。
在政策支持和市场推动下，国内燃料电池产业链逐渐形成，包括燃料电池材料、燃料电池系统、燃料电池汽车制造等各个环节的发展。
同时，国内大力推进氢能源产业发展，使得燃料电池技术得到了更多的关注和投入。
燃料电池技术的发展趋势主要有四个方面。
首先是材料技术的研发。
燃料电池的核心是电极和电解质材料，研发高效、稳定、廉价的材料是实现燃料电池商业化的关键。
因此，研究人员将继续在材料方面开展深入研究，以提高燃料电池的性能和降低成本。
其次是技术集成的发展。
燃料电池系统需要与氢气供应、氧气供应、电控系统等各个部件进行集成，使得整个系统的性能更为稳定和可靠。
因此，技术集成将成为未来燃料电池系统研究的重点。
再次是氢能源基础设施的建设。
燃料电池技术的发展离不开氢气供应设施的建设，包括氢气生产、储存、运输等环节的完善。
最后是政策和市场的推动。
政策的支持和市场的需求是燃料电池技术商业化的重要保障。
各国政府将继续出台有利于燃料电池技术发展的政策，并加强市场推广，以推动燃料电池技术在各领域的应用。
总之，燃料电池技术作为一种高效、清洁、可持续的能源转换技术，具有广阔的发展前景。
燃料电池行业现状分析报告及未来五至十年发展趋势一、引言燃料电池作为一种清洁能源技术，在解决能源和环境问题方面具有广阔的前景。
本文将对燃料电池行业的现状进行深入分析，并展望未来五至十年的发展趋势。
二、现状分析1. 市场规模目前，燃料电池行业的市场规模正在逐渐扩大。
据市场研究数据显示，2019年全球燃料电池市场规模达到了XX亿美元，预计到2025年将达到XX亿美元，年复合增长率超过XX％。
中国作为全球最大的新能源汽车市场之一，燃料电池汽车的销量也在逐年增长。
2. 技术进展燃料电池技术在过去几年取得了显著进展。
随着材料科学、化学反应工程和电化学等领域的发展，燃料电池的效率和可靠性得到了大幅提升。
同时，燃料电池的制造成本也在逐渐下降，使其更具市场竞争力。
3. 政策支持政府对燃料电池行业的支持也是行业发展的关键因素之一。
各国政府纷纷制定了相应的政策和规划，以鼓励燃料电池技术的推广应用。
例如，中国政府发布了《燃料电池汽车产业发展规划》，计划到2025年，中国燃料电池汽车保有量将达到XX万辆，推动行业迈向更高水平。
三、发展趋势展望1. 技术创新未来五至十年，燃料电池行业将继续进行技术创新，以提高燃料电池的效率和可靠性。
目前，燃料电池在负载能力、耐久性和成本等方面仍存在一些挑战。
因此，加强材料研发、堆设计、系统集成等方面的创新，将是行业发展的重要方向。
2. 建设完善的产业链燃料电池行业需要建立起完善的产业链，包括燃料电池材料、燃料电池堆制造、燃料电池系统集成和燃料电池汽车生产等。
通过产学研合作，加强各环节之间的协同合作，形成技术进步和产业发展的良性循环。
3. 提高市场竞争力燃料电池行业需要降低成本，提高市场竞争力。
随着规模效应逐渐显现和技术进步，燃料电池的制造成本将逐步下降。
同时，进一步推动政策的配套措施，降低燃料电池汽车的购买成本和维护成本，提高用户的接受度和市场需求。
4. 国际合作与交流燃料电池行业需要加强国际合作与交流。
燃料电池技术的现状与发展趋势随着国家对环保和新能源的重视，燃料电池技术逐渐成为了新能源汽车领域的新宠。
燃料电池作为一种将化学能转化为电能的装置，有着高效、环保、无噪音等优点，可以用于汽车、船舶、航空等领域。
本文旨在介绍燃料电池技术的现状和发展趋势。
一、燃料电池技术的现状目前，燃料电池技术已经成为了新能源汽车最有前途的发展方向之一。
中国在2018年实施的新能源汽车补贴政策中，对纯电动汽车、插电式混合动力汽车和燃料电池汽车实行同等补贴政策，而在当时的三种新能源汽车中，燃料电池汽车的补贴金额最高，达到了60万元。
早在1993年，日本就已经发布了以燃料电池为动力的Mirai星之子汽车，并于2015年开始在全球范围内销售。
而在国内，北汽新能源和广汽集团等车企也已经推出了燃料电池汽车，并开始了小批量生产。
然而，燃料电池汽车的普及还面临着许多挑战。
首先，燃料电池的可靠性和稳定性有待提高。
现在市场上大部分的燃料电池汽车价格都很高，受到了中高端消费者的欢迎，但是对于大众市场而言，过高的价格无法被接受。
其次，维护和保养燃料电池汽车的成本也不低，目前还有很多零部件需要进口，存在着技术壁垒。
最后，燃料电池还需要建立庞大的加氢站网络来支持其使用，但国内目前加氢站数量远远不足，还需要进一步的建设和完善。
二、燃料电池技术的发展趋势燃料电池技术的发展趋势主要包括三个方面。
首先，燃料电池汽车将逐渐实现大规模商用。
随着技术的不断提高和价格的逐渐下降，燃料电池汽车的规模化生产将逐渐成为可能。
同时，政策层面也将会加大对于燃料电池汽车的扶持和投入，加快其商业化进程。
其次，燃料电池技术将会应用到更多的领域中。
除了汽车领域，燃料电池技术也可以应用于船舶、航空、铁路等领域。
而且，燃料电池还可以被用于储能系统、工业发电等方面，可以发挥出更加广泛的应用价值。
最后，燃料电池技术将更加注重环保。
随着环保的重视，燃料电池技术将会更加注重减少排放量和提高效率。
应用电化学论文作业题目燃料电池的发展现状及研究进展学院化学与化学工程学院专业班级制药134班郭莹莹摘要燃料电池是一种清洁高效的能源利用方式，它是一种能够持续将化学能转化为电能的能量转换装置。
发展燃料电池对于改善环境和实现能源可持续发展有重要意义。
本文介绍了燃料电池的工作原理、分类及燃料电池的优点，详细阐述了燃料电池现在的发展现状和未来研究前景的展望。
关键词：燃料电池转换装置应用发展1 燃料电池的工作原理及分类燃料电池( Fuel Cell，FC) 是把燃料中的化学能通过电化学反应直接转换为电能的发电装置。
按电解质分类，燃料电池一般包括质子交换膜燃料电池( Proton Exchange Membrane Fuel Cell，PEM-FC) 、磷酸燃料电池( Phosphoric Acid Fuel Cell，PAFC) 、碱性燃料电池( Alkaline Fuel Cell，AFC) 、固体氧化物燃料电池( Solid Oxide Fuel Cell，SOFC) 及熔融碳酸盐燃料电池( Molten CarbonateFuel Cell，MCFC) 等。
以质子交换膜燃料电池为例，主要部件包括: 膜电极组件( Membrane Elec-trode Assembly，MEA) 、双极板及密封元件等。
膜电极组件是电化学反应的核心部件，由阴阳极多孔气体扩散电极和电解质隔膜组成。
电解质隔膜两侧分别发生氢氧化反应与氧还原反应，电子通过外电路作功，反应产物为水。
额定工作条件下，一节单电池工作电压仅为0．7 V 左右。
为了满足一定应用背景的功率需求，燃料电池通常由数百个单电池串联形成燃料电池堆或模块。
因此，与其它化学电源一样，燃料电池的均一性非常重要。
燃料电池发电原理与原电池类似( 见图1) ，但与原电池和二次电池比较，需要具备一相对复杂的系统，通常包括燃料供应、氧化剂供应、水热管理及电控等子系统，其工作方式与燃机类似。
理论上只要外部不断供给燃料与氧化剂，燃料电池就可以续发电。
图1 PEMFC 基本原理燃料电池从发明至今已经经历了100 多年的历程。
于能源与环境已成为人类社会赖以生存的重点问题。
近20 年以来，燃料电池这种高效、洁净的能量转化装置得到了各国政府、开发商及研究机构的普遍重视。
燃料电池在交通运输、便携式电源、分散电站、航空及水下潜器等民用与军用领域展现出广阔的应用前景。
目前，燃料电池汽车、电站及便携式电源等均处于示阶段，在商业化道路上还需要解决成本、寿命等一些瓶颈问题。
成本和寿命是相互联系的，同时满足两者需实现民用燃料电池应用所面临的主要挑战。
航天飞机、潜艇动力用燃料电池目前国际上均已应用，在只侧重寿命、可靠性的特殊领域，现有燃料电池技术是可以满足应用需求的。
因此，据不同的应用背景采用不同的技术路线，是制定燃料电池技术发展战略的重要基础。
2 燃料电池的优点燃料电池作为第四种发电方式的装置，与其他几种发电方式比较起来有以下几个主要优点：（1）燃料电池是通过燃料与氧化剂的化学反应直接将化学能转变成电能，没有中间的能量转化环节，因而这种发电方式能量转化效率可高达50％。
还可回收发电过程中产生的余热。
若把产生的余热再用于发电或供暖、供水等，综合考虑效率能达到80％。
（2）燃料电池发电过程，机械部件很少，噪声低；化学反应的排出物主要是水蒸气等洁净的气体，不会污染环境。
在环境污染日趋严重的今天，燃料电池的这个优点尤其可贵。
（3）燃料电池中所使用的燃料，既可是天然气、煤气和液化燃料，也可以是甲醇、沼气乃至木柴。
可根据不同地区的具体情况，选用不同的燃料用于燃料电池的发电系统，这可广开燃料来源途径，缓解能源紧。
（4）燃料电池从中断运转到再启动，输电能力回升速度快，并可在短时间增加和减少电力输出。
因此将这种发电系统与其他输电网连接使用最为有利，可随时补充电网在用电高峰时所需的部分电能。
（5）燃料电池本身为一个“组合体”，所用部件可事先在工厂生产，然后组装；它的体积小，拆装都很方便，这可节省建电站的时间。
3 燃料电池的应用和研究进展碱性燃料电池( A F C ) 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( P A F C ) 也是第一代燃料电池技术，目前最为成熟的应用技术，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( MC F C ) 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( S O F C ) 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。
前正在开发的商用燃料电池还有质子交换膜燃料电池( P E MF C ) 。
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，受各国政府的重视。
下面主要介绍几种目前研究较热的燃料电池。
3.1 固体氧化物燃料电池（SOFC）固体氧化物燃料电池( S O F C ) 是一种直接将燃料气和氧化气中的化学能转换成电能的全固态能量转换装置,具有一般燃料电池的结构。
固体氧化物燃料电池以致密的固体氧化物作电解质,在高温800 ～1 000℃下操作,反应气体不直接接触,因此可以使用较高的压力以缩小反应器的体积而没有燃烧或爆炸的危险。
目前正在研制开发的新一代固体氧化物燃料电池,其特征是基于薄膜化制造技术,是典型的高温瓷膜电化学反应器,我们可称其为瓷膜燃料电池。
这种提法不同于燃料电池的一般命名法,更着眼于电解质材料和构型的设计。
我国已成功研制了中温( 500 ～750℃) 瓷膜燃料电池的关键材料,发展了多种薄膜化技术(流延法、丝网印刷法、悬浮粒子法、静电喷雾法、化学气相淀积法等) ,获得了厚度5 ～20 μm的薄层固体电解质,比传统工艺制造的150 ～200 μm电解质薄板减薄了一个数量级,单电池的输出功率达到了500 ～600 mW/c m 2。
燃料气除氢气以外,还可以直接以天然气、生物质气为原料。
最近,西门子-西屋公司已经完成了以天然气为燃料,重整的100 k W级管状电池的现场试验发电系统, 试运行了4 000 h , 电池输出功率达127 k W,电效率为53%。
3.2 氢燃料电池（RFC）氢燃料电池是使用氢这种化学元素，制造成储存能量的电池。
其基本原理是电解水的逆反应，把氢和氧分别供给阴极和阳极，氢通过阴极向外扩散和电解质发生反应后，放出电子通过外部的负载到达阳极。
20世纪60年代，氢燃料电池就已经成功地应用于航天领域。
往返于太空和地球之间的“阿波罗”飞船就安装了这种体积小、容量大的装置。
进入70年代以后，随着人们不断地掌握多种先进的制氢技术，很快，氢燃料电池就被运用于发电和汽车。
大型电站，无论是水电、火电或核电，都是把发出的电送往电网，由电网输送给用户。
但由于各用电户的负荷不同，电网有时呈现为高峰，有时则呈现为低谷，这就会导致停电或电压不稳。
另外，传统的火力发电站的燃烧能量大约有70%要消耗在锅炉和汽轮发电机这些庞大的设备上，燃烧时还会消耗大量的能源和排放大量的有害物质。
而使用氢燃料电池发电，是将燃料的化学能直接转换为电能，不需要进行燃烧，能量转换率可达60%～80%，而且污染少、噪音小，装置可大可小，非常灵活。
氢的化学特性活跃，它可同许多金属或合金化合。
某些金属或合金吸收氢之后，形成一种金属氢化物，其中有些金属氢化物的氢含量很高，甚至高于液氢的密度，而且该金属氢化物在一定温度条件下会分解，并把所吸收的氢释放出来，这就构成了一种良好的贮氢材料。
3.3 直接甲醇燃料电池（DMFC）直接甲醇燃料电池（Direct Methanol Fuel Cell，DMFC）属于质子交换膜燃料电池（Proton Exchange Membrane Fuel Cell，PEMFC）中的类，直接使用甲醇水溶液或蒸汽甲醇为燃料供给来源，而不需通过甲醇、汽油及天然气的重整制氢以供发电。
相较于质子交换膜燃料电池(PEMFC) ，直接甲醇燃料电池(DMFC) 具备低温快速启动、燃料洁净环保以及电池结构简单等特性。
这使得直接甲醇燃料电池(DMFC)可能成为未来便携式电子产品应用的主流。
这种电池的期望工作温度为120℃，比标准的质子交换膜燃料电池略高，其效率大约是40%左右。
其缺点是当甲醇低温转换为氢和二氧化碳时要比常规的质子交换膜燃料电池需要更多的白金催化剂。
不过，这种增加的成本可以因方便地使用液体燃料和勿需进行重整便能工作而相形见绌。
直接甲醇燃料电池使用的技术仍处于其发展的早期，但已成功地显示出可以用作移动和膝上型电脑的电源，将来还具有为指定的终端用户使用的潜力。
4 燃料电池商业化前景由于燃料电池需要甲醇、烃类等燃料、催化剂以及聚合物电池膜等,燃料电池的市场化给化学品生产商、能源公司以及汽车制造商的合作创造了机遇,带来了丰厚利润。
随着燃料电池技术的迅速发展,新型电池材料的需求增长。
使用热固性材料、热塑性塑料、弹性体、纳米纤维和其它材料( 如炭黑、镍和铂) 可提高燃料电池导电率、耐腐蚀性和热稳定性,同时使其塑性变形小、尺寸稳定且能阻燃。
燃料电池生产商对这些材料特别感兴趣,现在许多制造商正加紧开发高性能电池材料。
泰科纳工程塑料公司拟把工程塑料用于燃料电池上,除了耐化学品和有极好的物理性能外,该聚合物还可降低生产成本,大大减轻重量。
另外,适用的聚合物还有聚甲醛、聚苯硫醚和液晶聚合物等。
综上所述,燃料电池在电池材料及燃料制备技术上有了长足的进步,但规模化应用还需要在高技术化和低成本化方面做更多的工作,才能进一步推向市场。
5 结论燃料电池经过近半个多世纪的发展，已经实现了在航天飞机宇宙飞船及潜艇等特殊领域的应用，而民用方面由于受寿命与成本的制约，至今在电动汽车电站便携式电源或充电器等各行业还处于示阶段。
未来我国应大力推进燃料电池在特殊领域的应用，增强我国的国防军事实力；同时，要集中解决寿命与成本兼顾问题，从材料部件系统等三个层次进行技术改进与创新，加快燃料电池民用商业化步伐，提供高能效环境友好的燃料电池发电技术，为建立低碳减排不依赖于化石能源的能量转化技术新体系做贡献。
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