【正文】 接近產品的前期開發(fā)和國產化，目標計劃是鎖定 2022 年在北京奧運會上能用 上我國自己制造的燃料電池車，最終目的是使這種“新能源”汽車產業(yè)化。他感到驚訝的是，上海在這么短的時間內就推出了被稱為零排放的，而具世界先進水平的高科技汽車 —— 燃料電池汽車。 10 月 17 日晚，前來出席 APEC CEO 峰會的美國通用汽車公司董事長約翰 0－ 100km／ h 的加速時間僅 13s?？梢哉f，這是一輛中國的“氫動一號”。起步、停車安全可靠，加速飛馳也是異常的爽快。它在外表上與普通汽車完全一樣，但當你坐進車里，就會發(fā)現(xiàn)它與眾不同。驅動電機的輸出功率為 60kW、最高速度為 150km、連續(xù)行駛距離為 400km。 其主要性能為：液體氫罐容量為 68L、氫儲存量為 。新型燃料電池的廣泛應用，將會引發(fā) 汽車行業(yè)進行一場新的技術革命， （ 1）氫燃料電池汽車 通用汽車公司在 2022 年研制的“氫動一號”燃料電池車是以液態(tài)氫為燃料，以賽飛利廂式車為基礎改裝，它在悉尼奧運會上作為千年奧運的“綠色使者”，是男女馬拉松賽跑的引導車，其燃料箱容積 75L，電池組輸出功率 55— 60kW， 0— 100km／ h 加速時間為 16s，最高車速 140km／ h，一次加注續(xù)駛里程為 400km。傳統(tǒng)的內燃機在百年的發(fā)展歷程中，各項技術日臻完善，其技術革新的潛力有限，開發(fā)、研制可代用汽車動力源的工作勢在必行。 汽車工業(yè) 隨著社會的發(fā)展，環(huán)境污染、能源危機日益嚴重，這些問題與汽車工業(yè) 休戚相關，能否協(xié)調好它們之間的關系，對汽車工業(yè)的發(fā)展至關重要。美國普拉格能量公司與通用公司合作， 2022 年 燃料電池 —— 明天的新能源 ————————————— 13 使 10kw 質子交換膜燃料電池進入商業(yè)化，價格達到 $750— 1000／ kW，大批量生產后，使其價格達到 $350／ kW。國際燃料電池產業(yè)巨頭加拿大 巴拉德 公司籌資 億美元，建成世界上第一個燃料電池廠，去年 ２月正式投產。經初步預測，未來十年極有可能達到 10 萬輛燃料電池汽車。其功率為 250kW，工作效率達 45%～ 55%。 1987 年， 巴拉德 采用全氟磺酸質子交換膜，使該電池比功率達到 3W/cm2。由此，世界各國都爭相研究適合交通器具用的質子交換膜燃料電池。這種燃料電池的起動時間短，結構緊湊，功率密度高，工作溫度為 60～ 100℃ ，便于小型化、輕量化，適合作為可移動式電源使用。 （ 5）質子交換膜燃料電池 它用氟系高分子膜作電解質。 19861987 年，分別在美國田納西州和日本東京成功完成管式固體氧化物燃料電池組與發(fā)電機組的運行試驗，標志著該電池研究從實驗研究向商業(yè)發(fā)展。 1962 年，西屋電氣公司就以甲烷為燃料氣，完成了燃料催化轉化與電化學反應兩個基礎過程，為固體氧化物燃料電池發(fā)展奠定了基礎。它的工作壽命很長， 美國威斯汀豪斯公司制造的產品可連續(xù)工作 5 萬～ 10萬小時，已達到了實用水平。因為電解質是固體的，所以避免了許多麻煩，維修費用也大為降低。目前，石川島播磨重工有世界上最大面積（ ）的熔融碳酸鹽燃料電池堆，試驗壽命已達 13000h。 1991 年后日本把該電池研究轉為重點。目前美國能源研究公司設計的一個 20MW 電池堆已在迪斯特（ Destec）電源系統(tǒng)公司進行聯(lián)網(wǎng)演示，效果良好。它的最大的特點是可以組合成復合發(fā)電的電力回收型系統(tǒng)。 磷酸燃料電池是現(xiàn)在研究國家最多的燃料電池之一，它為大型發(fā)電站建設作出了巨大的貢獻，但它在能量 燃料電池 —— 明天的新能源 ————————————— 11 綜合利用方面不如熔融碳酸鹽燃料電池和固體氧化物燃料電池，所以近年的研究投入減少，進展速度減緩。現(xiàn)已建成兩座分別為 1MW 和 5MW 的磷酸燃料電池電廠，并通過試驗運行。 1967 年初，美國聯(lián)合技術公司等組成的大財團，對磷酸燃料電池進行研究，歷經 10 年，共制造了 64 臺 PC11A2 型磷酸燃料電池發(fā)電裝置，先后在美國、加拿大和日本的 35 個地方進行了試運行。 （ 2）磷酸燃料電池 它以磷酸水溶液作為電解質，工作溫度為 150～ 220℃ ，發(fā)電效率達 40％～ 50％。 1985 年 后又試制出 和 兩種堿溶液型 燃料電池 裝置。 90 年代后，燃料電池研究進入了一個新的高潮，并成為德國國防技術發(fā)展的一部分。 20 世紀 60～ 70 年代時， 美國阿波羅登月飛船、航天飛機和空間軌道站的動 力電源均采用 堿溶液型燃料電池 。 （ 1） 堿溶液型 燃料電池 這是早期開發(fā)的產品。 產品 在電池這個大家族中，燃料電池已成為其中極富前途的一族，有著眾多“成員”。 燃料電池的現(xiàn)狀 燃料電池是唯一同時兼?zhèn)錈o污染、高效率、適用廣、無噪聲和具有連續(xù)工作和積木化的動力裝 置。據(jù)報道，一些燃料電池的有害氣體排放量比美國的國家環(huán)保標準規(guī)定低兩個數(shù)量級。若把廢電池混入生活垃圾中一起填埋，久而久之，慘出的重金屬可能污染地下水和土壤。我國是電池生產和消費大國，目前年產量達 140 億枚，占世界產量 1/3。這些重金屬滲入水土后，如經飲食途徑攝入人體，還會危害健康。 （ 3） 無污染 電池的主要成份是鎘、鉻、鎳、錳、汞等化學元素。燃料中的能量要經過化學能 —熱能 — 機械能 — 電能的多次轉化，因而造成極大的能量損失，最終只有不到 40％的能量轉化為電能。 （ 2） 效率高 與目前居主要地位的火力 發(fā)電相比，燃料電池發(fā)電結構簡單，能量轉換效率高，還沒有任何污染。 燃料電池的基本單元可按設計標準預先進行大規(guī)模生產，所以燃料電池電站的建設成本低，建造周期短?？梢愿鶕?jù)不同的需要靈活地組裝出不同規(guī)模的燃料電池發(fā)電站。一個基本單元是兩個電極夾一個電解質板。 燃料電池 可以提供高功率的電力 。 普通的錳干電池的化學反應物是事先存放在電池內部的，電池向外供電時，反應物質被消耗卻得不到補充，反應物質一旦消耗空，電池就不能再繼續(xù)供電 ，也就壽終正寢了；對于蓄電池而言，則必須充入反向電流使其反應物質得到恢復，才能繼續(xù)工作。為了適應用電負荷的變化只好備用一部分機組或修建抽水蓄能電站來應急，這在總體上都是 以犧牲電網(wǎng)的效益為代價的。 火力發(fā)電站機組的規(guī)模足夠大才能獲得令人滿意的效率，但裝有巨型機組的發(fā)電廠又受各種條件的限制不能貼進用戶，因此只好集中發(fā)電由電網(wǎng)輸送給用戶。特別是近年由于全球對于提高能源利用率及減少環(huán)境污染的需要，燃料電池再次受到廣泛重視。 80 年代，使用熔融鹽或固體電解質的高溫燃料電池越來越被人們所重視，尤其是美國、日本等國都在進行類似研究，以 1988年 1 月 — 1991 年 7 月在日本申請的專利就有 27l 件 , 涉及到的企業(yè)有 40 多家。 60 年代初，美國通用電氣公司研制出質子交換膜燃料電池，并用于雙子星座飛船飛行，作為船上的主電源。 1952 年獲得了班考電池專利，該專利轉讓美國后，經大幅度改進才用于阿波羅登月艙的電源，實現(xiàn)了人類登上月球的夢想，由于新聞媒 介的報道，燃料電池也因此而 — 舉成名。在 800℃陰極電流密度為 ／ cm2時，電壓為 ，這個電池成為今日熔融碳酸鹽燃料電池的基礎。并 首先采用了燃料電池這一名稱。 1889 年，英國蒙得（ Mond）等人把石棉網(wǎng)狀多孔性支持物浸入稀硫酸，以粉末鉑黑作催化劑，鉑或金作載流體，開發(fā)了電流密度為 mA／ cm2，電壓為 的燃料電池。 現(xiàn)在推出的燃料電池，按所用電解質材料來分共有五種類型：堿溶液型、磷酸型、熔融碳酸鹽型、固體氧化物型和 質子交換膜型燃料電池。生物質能也是氫的重要來源，如：細菌制氫、發(fā)酵制氫及沼氣回收等。在地球周圍單質氫是極少的，在地殼中的某些特定條件下雖然也有氫氣存在，但都難于開采與回收。氫氣是燃料電池常用的燃料氣。 當源源不斷地從外部向燃料電池供給燃料和氧化劑時，它可以連續(xù)發(fā)電。用電的負載就接在外部電路中。氫在負極分解成正離子 H+ 和電子 e— 。燃料電池的工作過程是與電解水正好相反的電化學反應過程：燃料中的氫與氧化劑中析氧分別在電解質兩邊的正負極上發(fā)生反應生成水，同時產生電流。它 的結構與普通電池相同，也有陰極、陽極，通過電解質將兩電極隔開， 但不需用昂貴的金屬而只用便宜的燃料來進行“燃燒”，當然，產生的現(xiàn)象不是火，而是 通過化學反應變?yōu)殡娔茌敵?。手電筒的電池是這種電池的一個例子。一個電 極上的電勢比另一個電極上的大，因此，如果這兩個電極用一根導線連接起來，電子就會通過導線從一個 燃料電池 —— 明天的新能源 ————————————— 5 電極流向另一個電極。當它熊熊地燃燒，為人們做出香噴噴的飯菜，為社會煉出合格鋼材時，人們就情不自禁地為其奉獻精神豎起了大拇指；而當它變了臉，無情地吞噬著人們的財產和寶貴生命時，當它瘋狂地摧毀雄偉的高樓大廈時，人們便要詛咒它的冷酷、殘忍。 煤、木材、石油、氫氣等