国内外燃料电池的发展状况

　　　　　　　　　本文由北京大学稀土中心博士生 徐刚供稿

　　在燃料电池研究开发方面，美国、日本和德国处于世界领先地位。美国早在1967年就制定了TARGET和FCG-1燃料电池研究发展计划。近年美国能源部对燃料电池研究资助每年均在2000万美元以上。日本在1981年制定了"月光计划"，进行燃料电池研究。1989年欧洲燃料电池集团成立。
　　在所有燃料电池中，磷酸盐型燃料电池(PAFC)由于磷酸易得，反应温和，成为发展最快、研究最成熟的一种燃料电池。1977年美国通用公司首先建成兆瓦级PAFC发电站。1991年日本电力公司在东京湾兴建的1MW PAFC发电站也已投入运行。目前美国已有少量销售，其商品化阶段已经开始。
熔融碳酸盐型燃料电池(MCFC)正处于10-20KW向兆瓦级发展阶段。1994年12月美国已建成迄今最大功率为250KW的MCFC电站。日本1989年已完成25KW的MCFC试验，按其"新阳光计划"，1MW的MCFC中间试验电厂现正在实施中。
　　聚合物电介质燃料电池(PEMFC)不仅是人造卫星上可靠、低成本的动力源，还可作为陆地上市区交通车辆和水下潜艇的动力源。美国至今已开发出具有代表性的运输用燃料电池公共客车、轿车已达30多种。
第三代燃料电池SOFC正在积极研制开发中，1991年6月美国能源部和西屋公司投资1.4亿美元加速固体燃料电池的商业化。目前美国西屋公司处于SOFC领先地位，它们所制造的一个由576个管式SOFC组成的25KW发电系统已创13000多小时运行的世纪记录。其下一步计划是建立100KW的SOFC热电联产系统交付荷兰/丹麦电力公司使用。目前美国已有5KW的SOFC产品出售。一些公司还打算把SOFC和储氢合金结合起来，用于开发汽车用燃料电池。
　　我国燃料电池的发展现状
　　我国人均能源资源贫乏，在目前电网由主要缺少电量转变为主要缺少系统备用容量、调峰能力、电网建设滞后和传统的发电方式污染严重的情况下，研究和开发微型化燃料电池发电具有重要意义，这种发电方式与传统的大型机组、大电网相结合将给我国带来巨大的经济效益。
　　我国早在50年代就开展燃料电池方面的研究。中国科学院长春应用化学研究所、大连化学物理所和天津电子部十八所是我国开展燃料电池研究最早的一批单位。70年代曾兴起第一次研究高潮，研究对象主要为航天用碱性电池。中间停顿了约15年。90年代初又掀起了第二次热潮。这阶段研究的品种较多，长春应用化学研究所、清华大学、复旦大学等单位开展了PEMFC的研究，大连化物所、长春应化所、上海交大等开展了MCFC的研究，上海硅酸盐所、北京化工冶金所、中科大、清华大学等开展了SOFC研究，大连化物所还开展了生物电池的研究。但总体来说，我国燃料电池研究与国外水平和实际应用均有相当大的距离，必须加快追赶的步伐。（5月21日）