燃料電池有哪些分類?它主要應(yīng)用于哪些方面?
磷酸燃料電池(PAFC)是世界上廣泛應(yīng)用和最早投入商業(yè)化生產(chǎn)的燃料電池,由國際燃料電池公司(現(xiàn)為UTC燃料電池公司)和一些日本公司生產(chǎn)的200kW的燃料電池已在美國和歐洲安裝。氫燃料的問題通過重整天然氣來解決,但這也增加了設(shè)備的成本與復(fù)雜性,且這類燃料電池的電解質(zhì)對電堆的腐蝕性較強。
堿性燃料電池(AFC)的重要性相對降低,也缺少巨大的研究熱情,但這類燃料電池的電壓損失較小,且其電解質(zhì)氫氧化鉀的成本比任何一種類型的電解質(zhì)成本都低很多,但同時也存在CO2與堿性電解質(zhì)反應(yīng)的問題。
固態(tài)氧化物燃料電池(SOFC)在500至1000°C之間工作,這意味著無需昂貴的催化劑就能達到相當(dāng)高的反應(yīng)速率,且像天然氣這樣的氣體可以直接應(yīng)用,或者在電池內(nèi)部重組,無需一個獨立的制氫系統(tǒng),但由陶瓷材料構(gòu)成的電池很難加工制造,生產(chǎn)成本很高,還需大量額外設(shè)備。
同樣作為中高溫燃料電池,熔融碳酸鹽燃料電池(MCFC)可以利用余溫增加效率,適用于大型電站,但高溫運作會同時帶來安全隱患。
質(zhì)子交換膜燃料電池(PEMFC)是目前應(yīng)用前景最為廣闊的燃料電池類型,適用于汽車、移動電源、小型發(fā)布式發(fā)電、潛艇推動等領(lǐng)域,具有低溫快速啟動的特點,且不適用有腐蝕性的液態(tài)電解質(zhì),但這類燃料電池直接使用氫氣作為燃料,成本與技術(shù)要求較高。
1.3.藍海市場高增速,交通領(lǐng)域應(yīng)用前景最廣闊
燃料電池歷史悠久,當(dāng)前已經(jīng)逐步具備產(chǎn)業(yè)化條件。
早在1839年,英國科學(xué)家WilliamGrove就發(fā)明氫氧氣體燃料電池。采用鉑片電極、稀硫酸做電解液。但由于質(zhì)量不高,燃料電池的輸出功率和電壓均較低而沒有得到應(yīng)用。
1900年,W.Nernst制作出第一個固體氧化物燃料電池(SOFC)。
1958年,美國通用電氣的科學(xué)家LeonardNiedrach和WillardThomasGrubb研制出世界第一個質(zhì)子交換膜燃料電池。
1983年加拿大巴拉德公司在固體電解質(zhì)材料上取得重大進展,將電解水的Nafion膜用于燃料電池,使燃料電池功率提升千倍。
如今,燃料電池行業(yè)正處于快速導(dǎo)入期,自2009-2018年實現(xiàn)九年九倍的行業(yè)增長。根據(jù)E4Tech的報告,2009-2018年,全球燃料電池出貨量從最初的86.5MW增長至當(dāng)前(估計)的803.1MW,實現(xiàn)9年9.3倍的增長,年均復(fù)合增速約28%。2018年全球燃料電池的出貨量為7.43萬套,同比增長5.4%,對應(yīng)規(guī)模803.1MW,同比增長21.9%,2015至2017年的年增長率均在25%以上,至今仍保持快速增長。
















