燃料電池發(fā)展情況怎么樣了？
自從燃料電池發(fā)明以來到現(xiàn)在，燃料電池的種類已有十幾種，因此燃料電池發(fā)展情況進度是人們比較關注的核心問題。下面我們就來看看燃料電池發(fā)展情況吧。
燃料電池主要包括電池組件和燃料兩個部分。按原材料分為以下幾種燃料電池：
1、堿性燃料電池（AFC）
發(fā)展速度最快，主要為空間任務，包括給航天飛機提供動力和飲用水；
堿性燃料電池（Alkaline Fuel Cell）是最早研究成功并得以應用的燃料電池。20世紀60年代初期，堿性燃料電池用于阿波羅航天飛機，這是堿性燃料電池首次出現(xiàn)在實際應用中，它展現(xiàn)出高比功率、高能量轉(zhuǎn)化效率和運行高度可靠的特點。
在AFC中，濃KOH溶液既當作電解液，又作為冷卻劑。它起到從陰極到陽極傳遞OH-的作用，氫氧化鈉和氫氧化鉀溶液，以其成本低，易溶解，腐蝕性低，而成為首選電解質(zhì)。導電離子為OH-，燃料為氫
AFC的催化劑主要用貴金屬鉑、鈀、金、銀和過渡金屬鎳、鉆、錳等。
主要問題：雖然這些示范性堿性燃料電池系統(tǒng)大多性能卓越，但是，諸如成本、易操作性、堅固耐用性以及安全等問題卻很難解決。
a.由于空氣中含有CO2，一旦電解液與含有CO2的氣體接觸，電解液中就會生成碳酸根離子，如含量超過30%，輸出功率便會急劇下降。因此必須配置CO2除去裝置，這樣勢必要提高造價。
b.為保持一定的電解液濃度，需要進行適當?shù)目刂?，因而使系統(tǒng)復雜化，成本增高。
C.由于低溫工作，所以廢熱利用困難。另外，冷卻裝置也比高溫工作的燃料電池溫差小，因此體積變大。
2、質(zhì)子交換膜燃料電池（PEMFC）
已廣泛作為交通動力和小型電源裝置來應用；
（1）國內(nèi)質(zhì)子交換膜燃料電池發(fā)展歷程：
1958年，天津電源研究所最早開展了燃料電池的研究。
“九.五”計劃期間，科技部863計劃將燃料電池技術列為國家重大科技攻關項目，中國燃料電池技術研究開始進入快速發(fā)展階段。
“十.五”、“十一.五”期間，科技部863計劃重點支持燃料電池汽車和相關技術的研發(fā)。
近幾年，中國從事燃料電池技術研究的單位增加很快，已有60多家，多數(shù)針對PEMFC技術?！熬?五”、“十.五”和“十一.五”期間，中國政府投入約20億元支持新能源汽車動力技術研究、開發(fā)和示范運行。
GEF/UNDP燃料電池公共汽車示范項目、2008北京奧運會和2010上海世博會成為燃料電池車在中國示范運行的好機會。
“十二.五”期間，科技部863計劃重點支持面向示范以及下一代的車用燃料電池系統(tǒng)開發(fā)，以及燃料電池作為備用電源的示范應用。
（2）燃料電池的發(fā)展現(xiàn)狀
燃料電池可提供多樣化的能源解決方案，將來極有可能替代傳統(tǒng)的電源供應裝置，如電池、內(nèi)燃機。燃料電池的應用及其廣泛，從家庭供電供熱、移動電子設備供電到汽車動力推進系統(tǒng)。
根據(jù)燃料電池的應用方式，一般分為移動型（Portable）、固定型（Stationary）、交通運輸型（Transport）；
2010年，全球燃料電池總出貨量同比增長40%，達到了創(chuàng)歷史記錄的23萬套，其中，移動型燃料電池約占總出貨量的95%。值得注意的是，
2010年全球銷售的燃料電池中有超過97%使用的是PEMFC，即質(zhì)子交換膜燃料電池技術，該類型燃料電池被認為最適合應用于新能源汽車。
3、磷酸燃料電池（PAFC）
磷酸燃料電池（PAFC）作為中型電源應用進入了商業(yè)化階段，是民用燃料電池的首選；既可用于大規(guī)模發(fā)電，也可作為醫(yī)院或居民區(qū)供電、汽車動力以及不間斷電源等，其中同時提供電和熱水被認為是PAFC的最佳應用方式。PAFC由于其優(yōu)良的性能而受到高度重視發(fā)展非常迅速.開始步入商業(yè)化階段。
PAFC系統(tǒng)性能，如能量密度、壽命等，經(jīng)過世界一各研究機構的努力，已達到一定水平。在日本，累積運行發(fā)電時間超過1萬小時的PAFC發(fā)電裝置已有5臺。大板煤氣公司40kw水冷式PAFC發(fā)電裝置已累積運行達15588h，是目前世界上累積運行時間最長的燃料電池電站。燃料電池電站連續(xù)運行時間最長的紀錄則由日本東京電力公司創(chuàng)造，為3246h，該裝置在東京火力發(fā)電所內(nèi)，屬于200kw水冷式PAFC電站。然而，與商業(yè)化要求的性能指標相比，目前的PAFC性能、可靠性與壽命均未達到。對于一般商業(yè)化發(fā)電裝置，累積運行時間必須超過4萬h，最終日標為6萬h以上。
從電池的能量密度來看，目前世界上輸出能量等度最高的燃料電池是設在日本關西電力公司甲試驗所內(nèi)的50kw水冷式PAFC電站。其能量密度為4.9kw/m3。
現(xiàn)在，一般的燃料電池電流密度為150一200mA/m2，今后的目標應在350mA/cm2以上。
4、熔融碳酸鹽型燃料電池（MCFC）
已完成工業(yè)試驗階段；
MCFC屬高溫燃料電池，與低溫燃料電池相比，MGFC的成本和效率很有競爭力，概況起來有四大優(yōu)勢：
①在工作溫度下，MCFC可以進行內(nèi)部重整燃料，例如在陽極反應室進行甲烷的重整反應，重整反應所需熱量由電池反應的余熱提供；
②MCFC的工作溫度為650~700℃，其余熱可用來壓縮反應氣體以提高電池性能，也可以用于供暖；
③燃料重整時產(chǎn)生的CO可以作為MCFC的燃料，且由于MCFC為高溫燃料電池，不會受到CO的中毒催化劑的威脅；
④催化劑為鎳合金，不使用貴金屬。
MCFC適用于建立高效、環(huán)境友好的電站，它的特點是電池材料價廉，電池堆易于組裝，效率為40%以上，同時具有噪聲低、無污染、余熱利用價值高的優(yōu)點。
這種電池需要較長的時間方能達到工作溫度，因此不能用于交通運輸。
MCFC單體與電池堆的制造工藝，經(jīng)幾十年的努力，己得到很大改進。
作為工業(yè)或民用的較大規(guī)模發(fā)電裝置，技術也趨于成熟，其中以天然氣為燃料的兆瓦級電廠已達到商品化程度，以煤制氣為燃料的更大規(guī)模的電廠現(xiàn)正加緊研究，實現(xiàn)100年前用煤作電池燃料的理想已為期不遠。
5、起步較晚的固態(tài)氧化物燃料電池（SOFC）
作為發(fā)電領域最有應用前景的燃料電池，是未來大規(guī)模清潔發(fā)電站的優(yōu)選對象，100kW管式SOFC電站已經(jīng)在荷蘭運行，Siemens和三菱重工都進行了SOFC發(fā)電系統(tǒng)的試驗研究。相比之下，SOFC、MCFC和PEMFC會是最有前景的技術路線。
