1、德國、美國等國已開始著手解決汽車的氫燃料供應問題。1999年5月，德國人在慕尼黑國際機場建成了世界上第一個加氫站，使用液氫燃料的改裝寶馬車來到這座加氫站，只需大約3分鐘就可將儲氫罐加滿，每加一次液氫可行駛300千米。寶馬公司對氫能汽車非常有信心，計劃到2005年在歐洲各國的首都都建立一個加氫站，到2010年在歐洲形成一個加氫站網絡。寶馬公司的目標是，2020年在歐洲出售的寶馬汽車中，有三分之一使用燃料電池作為動力源。美國也不甘落后，1999年8月福特汽車公司在美國底特律也開設了一個加氫站。 5、不同類型的燃料電池汽車 加拿大的巴拉德公司成功研制出了包括250千瓦在內的系列質子交換膜燃料電池，并

2、將質子交換膜燃料電池裝配到有關汽車公司的氫能汽車上，從而使質子交換膜燃料電池在氫能開發利用中一展身手，引起了國際社會的極大關注。該公司1994年研制出的可載75人的質子交換膜交換膜燃料電池型電動客車，一次添加燃料可連續行駛400多千米。巴拉德公司在車用燃料電池方面擁有專長，不久前該公司簽定了一項合同，為10座歐洲城市中的30輛公交汽車提供燃料電池。至今，燃料電池公交車在發達國家的一些城市已試運行好幾年，總行駛里程達幾十萬千米。 在2001年月舉辦低特律汽車展上，通用、福特、戴姆勒克萊斯、本田、豐田等汽車制造廠商均推出了以燃料電池為動力源的大功率電動汽車。這種汽車將在2003年或2004年投放市

3、場。通用汽車公司在此次汽車展中推出的5輛燃料電池概念車，更換一次燃料可行駛800千米，最高時速達190千米。在2000年悉尼奧運會的賽場上，通用汽車公司的“氫動一號”燃料電池汽車曾作為馬拉松比賽的開道車進行了現場展示。 現在，巴拉德公司與奔馳、福特等公司已著手在加拿大的溫哥華、多倫多等地興建年產20萬臺質子交換膜燃料電池的企業。這標志著這種燃料電池的利用已走出實驗室，開始進入產業化的階段。據預測，到2003年，使用燃料電池的公共汽車將投入商業運行，到2005年，使用燃料電池的轎車也將進入商業運行階段。 三、家用燃料電池的發展方向 近年來燃料電池技術出現了新的突破，各大公司對家用燃料電池的開發產

4、生了極大興趣。目前正在開發用于為居民供電的低成本質子交換膜燃料電池系統和只需要簡單燃料處理的固體氧化物燃料電池系統。但是，家用燃料電池目前仍然不適合大批量上市，主要原因是家用燃料電池發電裝置的價格依然過高。目前，一臺家用燃料電池發電裝置的價格大約為1萬美元，預計到2005年左右家用燃料電池發電系統的價格可降到5000美元以下 。許多公司正在投入資金，對家用燃料電池進行進一步研究，力圖在成本和性能上有更大突破。家用燃料電池一般都是質子交換膜燃料電池。這種燃料電池是一種快速啟動電池，在相當低的溫度時就可以發電，而且不會產生有毒和腐蝕性的物質，使用安全可靠。 最近，美國紐約的Plug Power公司

5、成功地演示了一種利用天然氣的燃料電池系統，向燃料電池家用化的目標邁出了重要一步。這種燃料電池系統是質子交換膜燃料系統。它包括燃料電池倉、電力穩定器以及燃料處理器。利用天然氣是燃料電池技術的突破，這為美國的7000多萬個家庭展示了用天然氣供電的美好前景。這些家庭目前已經在使用天然氣做飯和取暖。天然氣的成本相對較低，用其作燃料，利用高效燃料電池發電，可使用戶的電費開支減少20%。美國的Avist Labs公司也在開發家用燃料電池發電裝置。它所開發的燃料電池發電裝置，功率為4千瓦，完全可以滿足一個家庭對電能的全部需求。 在日本，供家庭使用的燃料電池已經投放市場。三洋電機公司也研制成功了家用小型燃料電

6、池，其輸出功率為1000瓦，投放市場后頗受用戶歡迎。這種燃料電池也是質子交換膜燃料電池，采用氟樹脂類高分子膜。與磷酸燃料電池相比，這種燃料電池在電解質處于低溫時也能有效使用，而且啟動時間短，適合家庭使用，也可作為商店的應急備用電源，作為戶外作業的移動電源使用使用也很方便。隨著家庭燃料電池的商業化推廣，其成本價格還會迅速降低，燃料電池民用市場的前景也將十分廣闊。 四、微型燃料電池的發展動向 微型燃料電池主要用于需要小功率和長時間運行的地方。摩托羅拉公司等移動通信公司是推動這一研究項目的急先鋒。摩托羅拉等公司擬把甲醇燃料電池技術推向市場。近年來手機普及加快，全世界使用手機數以億計。每部手機都需要靠

7、電池供電，如果能用燃料電池取代普通帶年齒，就會形成一個驚人的微型燃料電池市場，燃料電池制造廠商對這一巨大市場早已虎視耽耽。 美國曼哈頓科學公司正在致力于開發可在所有便攜式電器上使用的微型燃料電池。這種微型燃料電池既可以為設備長時間供電，又可以減少對環境的危害。它的電能容量令普通電池望塵莫及，它可使一部手機的待機時間達6個月之久。相比之下，采用鋰電池的手機，待機時間保持兩個星期已屬不易。此外，這種燃料電池可保證維持長達一周之久的持續通話時間，而一般那鋰電池至多可保證持續通話5個小時。兩者電能容量上的差距非同一般。 目前因特網正向移動式終端方向發展，網民不僅可以用辦公室和家中的電腦上網，而且可以在

8、移動狀態下通過手機、掌上電腦、手提電腦進入網絡世界。今后的發展趨勢是利用手提電腦或手機等設備在因特網上漫游，通過移動通信中的新的傳輸技術，人們可以晝夜同因特網聯網。上述便攜設備的使用無疑都離不開微型便攜式電源。這些便攜式電器對電源的要求很苛刻，不僅要求重量輕、體積小，而且要求容量大、供電質量高，以確保設備持續、穩定工作。普通電池雖然在性能方面不斷改進，但就目前發展狀況而言，仍然難以擔當此任。經過研究人員多年的研究，適用于這些設備的微型燃料電池應運而生。這種微型燃料電池能夠提供高容量的電能，而且可以隨時補充。當儲存在金屬管中的氫消耗殆盡時，可以馬上更換新金屬管，為燃料電池補充燃料。德國弗勞恩霍夫

9、協會太陽能研究所在質子交換膜燃料電池的基礎上推出的微型燃料電池電源，其功率為20瓦，為手提電腦供電的持續時間相當鉀電池的23倍。 五、生物燃料電池的發展方向 最近，燃料電池技術又有了新的突破，英國科學家研制成功了生物燃料電池。一般燃料電池都用貴金屬作為催化劑。這類催化劑都是稀有金屬，因而價格昂貴。這一狀況嚴重妨礙了大功率燃料電池和大型燃料電池的推廣，對大型燃料電池發電廠的發展有著很大的負面影響。不久以前，英國肯特大學和牛津大學的科學家們合作，從細菌細胞中提煉出一種叫做甲醇脫氫酶的生物催化劑。這種酶能夠加速氫氣的釋放，從而加快電子數目大大增加。在酶催化劑的作用下，剛剛問世的生物燃料電池顯示出功率

10、大、體積小、效率高、成本低等突出優點。其能量轉化效率高達60%70%。生物燃料電池發展前途廣闊，其實用化和商業化問題正處于進一步研究之中。 21世紀，氫能將灰取代煤、石油、天然氣等礦物能源，人類將告別礦物能源時代，步入氫能時代。燃料電池作為把氫能直接轉化為電能的潔凈發電裝置即將大規模全面進入社會的各個領域。 當然，人類在氫能利用方面還有不少問題需要解決，但是燃料電池大顯身手，進入尋常百姓家的日子已為期不遠。本世紀的頭十年，將是燃料電池發電技術商品化和產業化的重要階段，在提高技術實用性和降低生產成本方面都將取得重大突破。燃料電池的普遍推廣使用，必將在能源及相關領域引發一場深刻的革命。不久的將來。

11、分散的燃料電池發電廠供電模式必將取代大機組、大電網、高電壓的傳統供電模式，人們將生活在無須擔心大面積斷電的時代。居民只需購買一臺家用交換膜燃料電池，在自己家里就可自行發電，而且可通過接入器與外電網聯接起來，調節電力供應。自產電力不足時，可從外電網購入電力；自產電力過剩時，則可向外電網出售電力。出行時，人們可以駕駛燃料電池汽車，而不必擔心會給生存環境造成污染；在家時，人們又可以把燃料電池汽車當成一部發電機，為家庭提供所需的電能。一個“氫能經濟”的時代即將到來。 燃料電池具有組件性好、環保性能好、效率高、部分負荷時性能優異、功率范圍廣、響應速度快、燃料多樣化、維修性好、使用方便等性能特點，非常適合

12、作為移動式和分散式電源使用。它在使用氫能產生電能的過程中不產生任何污染物，而且氫是取之不盡的能源。隨著世界礦物資源的逐漸枯竭和國際社會對自身環境的不斷關注，人類迫切需要一種既環保又高效的可再生能源發電裝置，來取代現有的礦物燃料發電設備和石化燃料動力設備。燃料電池作為氫能直接轉化為電能的潔凈發電裝置，必將成為這種替代能源裝置的最佳選擇。它既是繼蒸汽機、內燃機之后的第三代動力裝置，又是繼水力、火力、核能之后的第四代發電設備。燃料電池不僅可以為現代交通工具提供理想的動力源，消除對環境的污染，也可以對分散的小型發電裝置，為數以億計的用電設備和千百萬家庭提供電能。因此，燃料電池技術是21世紀對人類生活具

13、有最重大影響的十大技術之一。 燃料電池的基本工作原理很簡單，與普通電池相似。它是一種不經過燃燒而通過化學反應把富氫燃料的化學能直接轉變成電能的發電裝置。燃料電池的化學反應是放熱反應，所以在產生電能的同時還產生了熱能。普通電池的反應物質一般是難以補充的，反應物質消耗完了，電池也就壽終正寢了；燃料電池在電化學反應中所消耗掉的物質是不斷補充的，從而可源源不斷地產生電能，而無須進行充電。燃料電池所使用的氫可取自天然氣、丙烷、甲醇、汽油、柴油、煤以及可再生能源。氧化劑一般用空氣或純氧氣。因此一個燃料電池系統就相當于一個自動運行的小型發電廠，它高效且無污染地將貯存在燃料中的化學能轉化為電能和熱能。 第一代

14、燃料電池是堿性電池，但由于其應用條件很苛刻，必須使用純氫和純氧作為還原劑和氧化劑，而且只要存在微量的二氧化碳就會使這種燃料電池的電解質變質。在這種燃料電池的基礎上，開發出了第二代燃料電池磷酸燃料電池。磷酸燃料電池是目前技術最成熟、商業化應用最廣泛的燃料電池。磷酸燃料電池的缺點是，需要使用貴重的鉑系金屬做催化劑，還需要使用外部的燃料處理器來對燃料進行重整，以提高燃料的含氫量，這將會降低電池的效率，增加設備的成本和占地面積。20世紀70年代末開始開發第三代燃料電池 熔融碳酸鹽燃料電池。熔融碳酸鹽燃料電池的工作溫度較高，一般在600700。在這樣的溫度下，燃料的重整可在電池內部進行，從而提高了效率，

15、降低了成本。這種燃料電池可用在大大型發電廠。固體氧化物燃料電池是第四代燃料電池。它具有效率高、壽命長的優點，目前正處于千瓦級的試驗階段。20世紀80年代后期，汽車領域燃料電池的開發工作全面展開，90年代中期，各國汽車制造廠商開始逐步加快了燃料電池的商業化進程。質子交換膜燃料電池汽車是第五代燃料電池，也是近幾年備受關注的新型燃料電池。這種電池的電解質采用高分子聚合物膜，構造簡單，工作溫度低，因而電池啟動很快。這些得天獨厚的優點，使其在為汽車等交通工具提供無污染動力源方面獨占鰲頭。 一、電力供應用燃料電池的發展動向 燃料帶年齒由于具有能量轉換效率高、污染小、用水少、占地小等突出優點，多年來一直成為

16、替代傳統發電廠設備的最佳選擇。日本的富士電機、東芝、三菱電機等公司在政府支持下，自20世紀60年代開始，繼美國之后大力研發燃料電池技術，運行中的磷酸燃料電池技術，運行中的磷酸燃料電池發電廠已超過100座，發電能力在30兆瓦以上。1996年美國利用熔融碳酸燃料電池技術，僅用了2個月的時間就建成了Santa Clara發電廠，并投入運行。該廠發電量達2兆瓦級，使用天然氣和液化氣作為燃料，發電效率達53.7%，單位造價為1700美元/千瓦，目前，美國、歐洲諸國和日本等國投入運行的磷酸燃料電池發電廠數以百計，其中容量最大的是東京電力公司的五井發電廠，容量達11兆瓦。 近幾年利用燃料電池提供優質電力和熱

17、電聯產的推廣工作已取得很大進展。被推廣使用典型燃料電池是系統可發電200千瓦、生產260千瓦的熱能，溫度為60，該典型設備的外形尺寸為3*5.5*3米。全世界目前已安裝類似此種規格的設備200多臺，這些設備尚處于初期發展階段，有關的標準也正在制訂之中。美國機械工程師學會、美國電氣和電子工程學會以及美國國家標準學會等機構已在制訂生產、標定、安裝燃料電池系統的標準。 各國工業界人士普遍對于燃料電池在發電廠的應用前景看好。美國預計，到2017年美國30%的電能將由燃料電池提供。2001年全球燃料電池的發電能力為75兆瓦，未來10年中，全球燃料電池的發電能力將會上升到1.5萬兆瓦。預計在今后若干年中，

18、美國、德國和日本在燃料電池發電能力上將處于世界領先地位。 電力工業屬技術和資金密集型行業，電能生產、輸送、使用是在同一時間內完成的。傳統的供電模式是，使用輸變電網絡把大型火電場、水電站、核電站與用戶連接起來，把發電機產生的電能通過電網輸送給用戶的各種用電設備。這種以大機組、大電網、高電壓為基礎的保中供電電力系統，運行技術復雜，管理難度大，電網上任何一點的故障所產生的擾動都會在瞬間波及整個電網。尤其是在遭遇洪水、地震等自然災害及戰爭浩劫時難以保證電力的持續穩定供應，甚至會造成電網的全面崩潰和大面積停電，給國民經濟造成災難性后果。科索沃戰爭中，美國用石墨炸彈破壞了南聯盟的電力系統，從而破壞了南聯盟的國民經濟，給予南聯盟致