燃料电池距我们有多远?
摘要:目前,燃料电池是全球能源领域的开发热点。介绍了燃料电池的原理、分类、特点及研发和应用现状,燃料电池作为新的清洁能源应用前景广阔,但目前仍处于研发和示范阶段,距广泛商业化阶段还有相当的距离。
关键词成氢,而是将燃料电池中生成的水送回到以太阳能为动力的电解池中分解成氢和氧,然后将其送回到燃料电池。目前,这种电池的商业化开发仍有许多问题尚待解决,例如成本,太阳能利用的稳定性等。美国航空航天局(NASA)正在致力于这种电池的研究。
锌空燃料电池(Zinc-air Fuel Cells—ZAFC)
利用锌和空气在电解质中的化学反应产生电。锌空燃料电池的最大好处是能量高。与其他燃料电池相比,同样的重量,锌空电池可以运行更长的时间。另外,地球上丰富的锌资源使锌空电池的原材料很便宜。它可用于电动汽车、消费电子和军事领域,前景广阔。目前MetallicPower和PowerZinc公司正在致力于锌空燃料电池的研究和商业化。
质子陶瓷燃料电池(Protonic Ceramic FuelCells—PCFC)
这种新型燃料电池的机理是:在高温下陶瓷电解材料具有很高的质子导电率。Protonetics 。
3 燃料电池的研发和应用现状
燃料电池技术在全球的开发极为活跃。全世界约有20多个国家的上千家公司和机构投入巨额资金从事燃料电池的研究和商业化工作。目前,已有2500多个燃料电池系统安装在世界各地,为医院、托儿所、宾馆、办公楼、学校、机场和电厂等提供基本的和备用的电力供应。
美国是研究燃料电池最早的国家,处于该领域的领先地位。早在上世纪60年代初,NASA为解决航天飞机中普通电池过重的问题而开始研究新的动力装置。之后的几十年中,能源部(DOE)、电力研究所(EPRI)和气体研究协会(GRI)等部门都投入了大量的人力和财力进行研发。目前,碱性电池长期被NASA采用;磷酸型电池技术也相当成熟,已有广泛的商业化应用。2MW的熔融碳酸盐电池已投入运行,西屋(Westinghouse)公司100kW固体氧化物电池也已在荷兰安装。
日本在30多年前就开始燃料电池的研究,近年来成果尤为显著。开发重点集中在磷酸型、熔融碳酸盐型、固体氧化物型3大类。容量达11MW的磷酸盐发电装置也已在东京电力公司投运,%,熔融碳酸盐型已经运转的有2MW级装置。另外还建立了许多宾馆、医院用的100kW级的磷酸型现场发电电池系统。
欧洲各国燃料电池开发较美国、日本为晚。早年主要兴趣在碱性电池,随着燃料电池技术的发展,其优越特性逐渐为人们所认识,欧洲各国也加快了燃料电池技术的引进开发。荷兰、意大利、德国、西班牙等国分别完成10kW、100kW、280kW级碳酸盐型电池的开发,德国和瑞士分别进行了7kW和10kW级固体氧化物电池的开发;意大利于1991年投运了美国造的1MW级磷酸型电池装置。
由于石油短缺和汽车尾气污染等环境问题日益严重,目前燃料电池研发生产的一个重要方向是能够给汽车提供动力。几乎所有大的汽车制造商都在研发使用燃料电池的电动汽车,并已有示范车型。目前,丰田和本田公司已经在日本和美国开展电动汽车的租车业务。现在已有一些使用充电电池的电动汽车,但使用燃
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