燃料電池(FuelCell)是一種將存在于燃料與氧化劑中的化學(xué)能直接轉(zhuǎn)化為電能的發(fā)電裝置。燃料和空氣分別送進燃料電池,電就被奇妙地生產(chǎn)出來。它從外表上看有正負極和電解質(zhì)等,像一個蓄電池,但實質(zhì)上它不能“儲電”而是一個“發(fā)電廠”。
由于所使用的主要是氫氣、醇類等燃料,且轉(zhuǎn)動的組件極少,具有對環(huán)境負荷小(低污染)、低噪音的特點,故其不僅適合用于中央電廠和區(qū)域分散電廠發(fā)電,亦可作為交通運輸工具(例如電動汽車、電動機車及電動自行車等)的動力電源,近年來,在國際領(lǐng)先企業(yè)的積極投入研發(fā)推動下,具有成為便攜式電子產(chǎn)品下一代動力電池的潛力。
多年來人們一直在努力尋找既有較高的能源利用效率又不污染環(huán)境的能源利用方式,而燃料電池就是比較理想的發(fā)電技術(shù)。燃料電池十分復(fù)雜,涉及化學(xué)熱力學(xué)、電化學(xué)、電催化、材料科學(xué)、電力系統(tǒng)及自動控制等眾多學(xué)科相關(guān)理論,具有發(fā)電效率高、環(huán)境污染少等優(yōu)點。
燃料電池與其他動力相比雖然有許多優(yōu)點,但是也面臨成本過大、造價偏高的問題。例如車用質(zhì)子交換膜燃料電池成本中貴金屬催化劑約占40%,質(zhì)子交換膜約占35%,這兩者的造價都很昂貴。另外,燃料電池的啟動速度與內(nèi)燃機引擎還有差距,燃料電池的反應(yīng)性和穩(wěn)定性二者存在不可兼得的矛盾。同時燃料電池的碳氫燃料目前還無法直接利用,除甲烷外均須經(jīng)轉(zhuǎn)化器處理產(chǎn)生純氫才可以應(yīng)用。此外,儲氫技術(shù)的制約和加氫充氣站基礎(chǔ)建設(shè)的不足也極大地制約了燃料電池的推廣。
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