燃料电池推广应用前景的综述

燃料电池推广应用前景的综述

朱万超1周常伟2

（1.山东建筑大学，山东济南250101；2.中国重汽济南豪沃客车有限公司，山东济南250101）

摘要：氢能源正成为全球能源技术革命的重要方向和各国未来能源战略的重要组成部分。燃料电池因具有高效率、低污染的特点成为最具发展前景的新能源技术。文章主要论述了国内外燃料电池政策导向、主要企业、高校及研究所、燃料电池类型和燃料电池与传统动力装置相比的优势。

关键词：膜燃料电池；发展前景；新能源

在当今社会,科技的日新月异以及工业技术的高速发展,人类对于能源的需求在日益提高,但是大量的化石能源的消耗及其自身带来的严重环境问题,己经开始对人类的可持续发展造成了威胁。因此开发高效率、低污染的新能源技术已经是一项刻不容缓的工作。

氢能零碳排放，来源广泛，效率高，能够广泛应用到交通运输、工业生产、家庭生活等各个领域，可以实现可再生能源大规模稳定存储、运输及利用。氢能源正成为全球能源技术革命的重要方向和各国未来能源战略的重要组成部分。

1国内外燃料电池政策导向

燃料电池是国际汽车行业能源和动力转型的重要方向，美国、欧盟等发达国家均将燃料电池作为汽车工业的战略方向，日本政府更是将发展氢能与燃料电池作为重大国家战略，计划到2030年实现氢能社会；《中国制造2025》、《汽车产业中长期发展规划》明确了燃料电池汽车的战略定位；2019年新能源补贴新政出台，不再对新能源公交车和燃料电池汽车之外的新能源车给予购置补贴，新能源汽车补贴标准燃料电池汽车补贴力度保持不变。

2主要企业、高校及研究所

企业：2014-2016年，丰田、本田、现代等公司已推出量产燃料电池汽车，国内上汽推出示范验证车型；2017-2020年，各主流车企纷纷计划推出量产版燃料电池汽车，燃料电池汽车逐步进入产业化初期阶段。

高校及研究所：中科院大连化物所主要研究方向：质子交换膜燃料电池关键材料及关键部件、燃料电池堆、燃料电池系统，可再生燃料电池系统，碱性阴离子交换膜燃料电池，新概念燃料电池与电化学系统；清华大学主要研究方向：新型质子交换膜的制备研究（阻醇膜、高温膜、碱性膜）、低铂质子交换膜燃料电池电催化剂的制备、燃料电池膜电极的结构设计及制备过程研究，燃料电池堆和发电系统的设计与系统集成；同济大学主要研究方向：燃料电池关键材料开发与制备、燃料电池发动机关键部件的研发、燃料电池发动机低温起动、燃料电池水热传递机理及管理、燃料电池系统集成与优化控制；上海交通大学主要研究方向：燃料电池关键材料、部件和系统、以及相关电催化机理等方面的基础和应用研究。

3燃料电池的分类

燃料电池大致可分为五类，即质子交换膜燃料电池、直接甲醇燃料电池、碱性聚合物燃料电池、高温酸性燃料电池、固体氧化物燃料电池。通过对这五类燃料电池的工作温度、燃料、氧化剂以及技术状态的整理分析，可知，质子交换膜燃料电池最适合应用于汽车领域。

4与传统的动力装置相比，氢燃料电池优点

4.1无污染

燃料电池对环境无污染。它是通过电化学反应，而不是采用燃烧（汽、柴油）或储能（蓄电池）方式--最典型的传统后备电源方案。燃烧会释放象COx、NOx、SOx气体和粉尘等污染物。如上所述，燃料电池只会产生水和热。如果氢是通过可再生能源产生的（光伏电池板、风能发电等），整个循环就是彻底的不产生有害物质排放的过程。

4.2无噪声

燃料电池运行安静，噪声大约只有55dB，相当于人们正常交谈的水平。这使得燃料电池适合于室内安装，或是在室外对噪声有限制的地方。

4.3高效率

燃料电池的发电效率可以达到50%以上，这是由燃料电池的转换性质决定的，直接将化学能转换为电能，不需要经过热能和机械能（发电机）的中间变换。

结论

通过本文论述可以看出，燃料电池作为一种新型能源，因具备无污染、无噪声和高效率等优点，越来越得到国内外政府机构以及科研院所的高度重视，这充分表明其广阔的推广应用前景。

参考文献

[1]张丽彬,陈晓宁,吴文健,等.质子交换膜燃料电池发展前景探讨[J].农业工程技术(新能源产业),2011(4):15-19.

[2]衣宝廉.燃料电池技术发展现状[C]//第17届全国固态离子学学术会议暨新型能源材料与技术国际研讨会.2014.

[3]VladimirS.Bagotsky.燃料电池：问题与对策[M]//燃料电池:问题与对策.2011.

[4]陈瞳,周宇昊,张海珍,etal.氢燃料电池发展现状和趋势[J].节能,2019(6):158-160.

[5]程一步.氢燃料电池技术应用现状及发展趋势分析[J].石油石化绿色低碳,2018,v.3；No.14(02):9-17.

作者简介：朱万超（1992.07-），山东省临沂市人，在读研究生，现就读于山东建筑大学机电工程学院，研究方向：质子交换膜燃料电池流道设计与优化。