燃料电池研究现状与未来发展
香山科学会议第59次学术讨论会于19９6年8月２4～27日举行。

会议主题是“燃料电池研究现状与未来发展”。

会议执行主席路甬祥与王佛松院士主持了会议。

4２位来自中国科学院、全国高校及公司等25个单位的燃料电池及相关学科的专家学者共同研讨燃料电池的发展现状和未来走向，以及发展我国燃料电池技术大计。

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会议综述报告及中心议题讨论内容主要包括3部分：（1)燃料电池的总体评价;(2)目前处于研究开发阶段的３种类型燃料电池的评价;(3)我国发展此技术应采取的战略与策略。

ﻫ一、燃料电池的技术评价
ﻫ燃料电池（Ｆuｅl cell缩写FC)是将气体燃料的化学能直接转化为电能的电化学连续发电装置。

电池电化学基本反应：H２十l／202=H20和CO十1／２02＝Ｃ02。

自１５0余年前被发明以来,现已发展了6种形式。

它们分别为碱性(AF Ｃ)、磷酸（PAＦC)、熔融酸盐(MCFC）、固体氧化物(SＯＦＣ)、聚合物离子膜(PＥMFC或SPFC）及生物燃料电池（BＥFC)。

概括而言,燃料电池具有以下优点:(１)能量转换效率高达4５—60％。

而火电和核电为30一40％;(２)有害气体ＳO x、NO x及噪音排放很低；ＣO２排放因能量转换效率高而大幅度降低；元机械振动;（3)燃料适用范围广,凡能转化为H2和CO燃料均可使用；(4)积木性强；规模及安装地点灵活;规模小（数十千瓦级)影响能量转换效率不明显。

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现PＡFC在发达国家已商业化；AFC在60年代末即用于航天器。

其它方面
的应用不如PＥMＦＣ更具优势；BＥFC尚处于实验室的探索性基础研究阶段。

目前各国的燃料电池的研究开发重点主要集中在MCFＣ、SOＦC和PEMＦC上。

１．MＣＦC运行温度６5０℃,燃料适用范围广，电催化剂为非贵金属，余热可为燃气轮机所利用，适用于固定式发电电站。

在各国对燃料电池的经费投入中，MCFC所占比例最大。

现国外(美、日、西欧)已有1０0kW级发电系统的运行,预计美国2000年实现商业化，日本计划2005年实现商业化。

目前MＣＦC 研究需要解决的关键技术问题有:（1）阴极(NiO)溶解,这是影响电池寿命的主要因素；(2)阳极蠕变;(３)熔盐电质对电池双极板的腐蚀;（４)电解液流失。

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2.SOFC作为运行温度最高的燃料电池（8０0—l００0℃),功率密度高，采用全固体结构,无腐蚀性液体，燃料适用范围广，天然气可不经重整直接使用。

其尾气温度高达90０℃，可为燃气轮机和蒸汽轮机所用，发电效率可达70%，如加上余热利用其燃料利用率可达9０%，可用于大中小型电站，作为运载工具的驱动电源也有应用前景。

目前SOFC研究十分活跃,电池模块的制备规模在美、日、德三国已达２0一30kW。

20０0一２010年间可实现商业化。

目前SOFC研究的重点在工程化和降低制作成本。

3.PEMＦC以纯氢（CＯ＜1０pｐｍ）为燃料,低温下运行，便于起动,结构简单,容易制作，无污染物排放，元腐蚀及电解流失问题,功率密度高达0.5—１.5Ｗ／cm２,适合作为移动电源，尤其用于汽车和潜艇的驱动电源目前最具吸引力。

美、德、加、日等国投入巨资进行此方面的研究。

降低成本主要从降低离子膜的成本和减少Pt的用量入手。

PEMDC的基础研究主要集中在离子膜、系统的水热平衡和燃料储存与处理上。

ﻫﻫ二、主要学术观点。