人们预测,燃料电 池将成为继火电、水电、核电后的第四代发电方式[1],它将引发 21 世纪新能源与环保的绿 色革命。 1,中国燃料电池技术的进展 “燃料电池技术”是我国“九五”期间的重大发展项目,目标是,利用我国的资源优势, 从高起点做起,加强创新;在“九五”期间,使我国燃料电池的技术发展接近国际水平。内 容包括“质子交换膜燃料电池技术”、“熔融碳酸盐燃料电池技术”及“固体氧化物燃料电 池技术”三大项目[2], 其中,用于电动汽车的“5kW 质子交换膜燃料电池”列为开发的重 点。此项任务由中国科学院及部门所属若干研究所承担。所定目标业已全部实现。 在质子交换膜燃料电池(PEMFC)方面,我国研究开发的这类电池已经达到可以装车的 技术水平, 可以与世界发达国家竞争, 而且在市场份额上, 可以并且有能力占有一定比例[1]。 我国自把质子交换膜燃料电池列为"九五"科技攻关计划的重点项目以后, 以大连化学物理研 究所为牵头单位, 在全国范围内全面开展了质子交换膜燃料电池的电池材料与电池系统的研 究,取得了很大进展,相继组装了多台百瓦、1kW-2kW、5kW、10kW 至 30kW 电池组与电池系 统。5kW 电池组包括内增湿部分,其重量比功率为 100W/kg,体积比功率为 300W/L。 在熔融碳酸盐燃料电池(MCFC)方面,我国已经研制出α 和γ 型偏铝酸锂粗、细粉料, 制备出大面积(大于 0.2m2)的电池隔膜,预测隔膜寿命超过 3 万小时。在进行材料部件研 究的基础上,成功组装和运行了千瓦级电池组。 在固体氧化物燃料电池(SOFC)技术方面,已经制备出厚度为 5-10μ m 的负载型致密 YSZ 电解质薄膜,研制出一种能用作中温 SOFC 连接体的 Ni 基不锈钢材料。负载型 YSZ 薄膜 基中温 SOFC 单体电池的最大输出功率密度达到 0.4 W/cm2, 负载型 LSGM 薄膜基中温 SOFC 单体电池的最大输出功率密度达到 0.8W/cm2。这些技术创新为研制千瓦级、十千瓦级中温 固体氧化物燃料电池发电技术的研发奠定了坚实基础。 2,国外燃料电池技术发展迅猛 燃料电池是新世纪最有前途的清洁能源,是替代传统能源的最佳选择。因此,燃料电池 技术的研究开发受到许多国家的政府和跨国大公司的极大重视。 美国将燃料电池技术列为涉 及国家安全的技术之一,《时代》周刊将燃料电池电动汽车列为 21 世纪 10 大高技术之首; 日本政府认为燃料电池技术是 21 世纪能源环境领域的核心;加拿大计划将燃料电池发展成 国家的支柱产业。近十年来,国外政府和企业在燃料电池方面的投资额超过 100 亿美元。为 开发燃料电池,戴姆勒-克莱斯勒公司一家近年来每年就投入 10 亿美元,丰田公司的年投 资额超过 50 亿日元[4]。 欧、 美发达国家和日本等国政府和企业界都将大型燃料电池的开发作为重点研究项目, 并且 已取得了许多重要成果,PEMFC 技术已发展到实用阶段,使得燃料电池即将取代传统发电机 及内燃机而广泛应用于发电及汽车上。