詳解燃料電池的發(fā)展及其現(xiàn)狀
來(lái)源：寶鄂實(shí)業(yè)
2021-07-02 20:35
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燃料電池是一種新型的無(wú)污染、高效率汽車動(dòng)力和發(fā)電設(shè)備，它是隨著各種電源的發(fā)展而萌生的一種能量轉(zhuǎn)換裝置。1893年Grove首先發(fā)明了燃料電池，但是在20世紀(jì)60年代前燃料電池還曾經(jīng)被認(rèn)為是一種高不可攀的新技術(shù)。然而經(jīng)過(guò)各國(guó)科學(xué)家的不斷努力，終于在1965年8月由美國(guó)首先研制出第一個(gè)離子交換膜電池，并將其作為宇宙飛船的主要能源，用在航天事業(yè)上。從此，燃料電池作為一種化學(xué)能源，以其神奇的優(yōu)勢(shì)、優(yōu)越的性能，在國(guó)際上越來(lái)越受到各國(guó)科學(xué)家的重視，并得到了進(jìn)一步的研究和發(fā)展。
燃料電池的工作效率和功率密度主要依靠于所選用的電解質(zhì)和催化劑材料以及工作溫度。
選取不同的電解質(zhì)、催化劑和工作溫度，便可構(gòu)成不同類型的燃料電池。到目前為止，已有五種主要類型的燃料電池。
(1)固體高聚物電解質(zhì)型(SPFC)燃料電池，運(yùn)行溫度80e；
(2)堿性型(ALFC)燃料電池，運(yùn)行溫度約為100e；
(3)磷酸型(PAFC)燃料電池，運(yùn)行溫度為200e；
(4)融熔碳酸鹽型(MCFC)燃料電池，運(yùn)行溫度為650e；
(5)固體氧化物電解質(zhì)型(SOFC)燃料電池，運(yùn)行溫度為1000e。
隨著時(shí)代的發(fā)展，燃料電池也在不斷地發(fā)展和更新。有人將磷酸鹽型(PAFC)電池稱為第一代燃料電池；將融熔碳酸鹽型(MCFC)電池稱為第二代燃料電池；將高溫固體電解質(zhì)型(SCFC)電池稱為第三代燃料電池。目前，第一代兆瓦級(jí)磷酸鹽型燃料電池技術(shù)上已基本成熟，并且已處于商業(yè)化加工階段，一系列0.05~11MWPAFC電池已經(jīng)通過(guò)或正在試運(yùn)行。美、日在這方面始終處于世界領(lǐng)先地位。1977年美國(guó)首先建成兆瓦級(jí)電池發(fā)電站，為工業(yè)和民用提供電力。
日本電力公司在東京灣也興建了一座1MW的大型燃料電池發(fā)電站，并于1991年運(yùn)轉(zhuǎn)。第二代融熔碳酸鹽型燃料電池(MCFC)正處在研制階段，正由10~20kW向兆瓦級(jí)發(fā)展。日本已在1989年完成25kW的MCFC電池包的實(shí)驗(yàn)，日本關(guān)西電力兆瓦公司和三菱電機(jī)公司共同研制成的MCFC燃料電池為100kW級(jí)，并開始進(jìn)行運(yùn)轉(zhuǎn)實(shí)驗(yàn)。
第三代燃料電池SOFC正在積極的研制和開發(fā)中，雖然離實(shí)用化還有一段距離，但它是正在興起的新型能源之一。1991年6月美國(guó)能源部和威斯汀豪斯公司投資1.4億美元加速固態(tài)燃料電池的商業(yè)化，美國(guó)已有5kW的產(chǎn)品出售，并持續(xù)對(duì)研制成的20~30kW電池進(jìn)行工業(yè)規(guī)模放大實(shí)驗(yàn)。
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