详解燃料电池的发展及其现状
来源：宝鄂实业
2021-07-02 20:35
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燃料电池是一种新型的无污染、高效率汽车动力和发电设备，它是随着各种电源的发展而萌生的一种能量转换装置。1893年Grove首先发明了燃料电池，但是在20世纪60年代前燃料电池还曾经被认为是一种高不可攀的新技术。然而经过各国科学家的不断努力，终于在1965年8月由美国首先研制出第一个离子交换膜电池，并将其作为宇宙飞船的主要能源，用在航天事业上。从此，燃料电池作为一种化学能源，以其神奇的优势、优越的性能，在国际上越来越受到各国科学家的重视，并得到了进一步的研究和发展。
燃料电池的工作效率和功率密度主要依靠于所选用的电解质和催化剂材料以及工作温度。
选取不同的电解质、催化剂和工作温度，便可构成不同类型的燃料电池。到目前为止，已有五种主要类型的燃料电池。
(1)固体高聚物电解质型(SPFC)燃料电池，运行温度80e；
(2)碱性型(ALFC)燃料电池，运行温度约为100e；
(3)磷酸型(PAFC)燃料电池，运行温度为200e；
(4)融熔碳酸盐型(MCFC)燃料电池，运行温度为650e；
(5)固体氧化物电解质型(SOFC)燃料电池，运行温度为1000e。
随着时代的发展，燃料电池也在不断地发展和更新。有人将磷酸盐型(PAFC)电池称为第一代燃料电池；将融熔碳酸盐型(MCFC)电池称为第二代燃料电池；将高温固体电解质型(SCFC)电池称为第三代燃料电池。目前，第一代兆瓦级磷酸盐型燃料电池技术上已基本成熟，并且已处于商业化加工阶段，一系列0.05~11MWPAFC电池已经通过或正在试运行。美、日在这方面始终处于世界领先地位。1977年美国首先建成兆瓦级电池发电站，为工业和民用提供电力。
日本电力公司在东京湾也兴建了一座1MW的大型燃料电池发电站，并于1991年运转。第二代融熔碳酸盐型燃料电池(MCFC)正处在研制阶段，正由10~20kW向兆瓦级发展。日本已在1989年完成25kW的MCFC电池包的实验，日本关西电力兆瓦公司和三菱电机公司共同研制成的MCFC燃料电池为100kW级，并开始进行运转实验。
第三代燃料电池SOFC正在积极的研制和开发中，虽然离实用化还有一段距离，但它是正在兴起的新型能源之一。1991年6月美国能源部和威斯汀豪斯公司投资1.4亿美元加速固态燃料电池的商业化，美国已有5kW的产品出售，并持续对研制成的20~30kW电池进行工业规模放大实验。
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