燃料电池的发展趋势侯侠,任立鹏(1•兰州石化职业技术学院应用化学工程系川肃兰州730060；2.兰州右化公司污水处理厂川肃兰州730060)摘要：介绍「燃料电池的工作原理、优缺点；同时以燃料电池应用为背景，综述不同类熨的燃料电池如车用质子交换膜燃料电池、航天飞行器用再生燃料电池、小型便携式产品用直接甲醇燃料电池、中小型电站用固体氧化物燃料电池(SOFC)、微牛•物燃料电池(MFC)的技术发展现状打研究热点，并指出了未來燃料电池的发展趋势。关键词：质了交换膜燃料电池;再生燃料电池；甲酹燃料电池;固体氧化物燃料电池(SOFC);微生物燃料电池(MFC)中图分类号：TH911文献标识码：A文章编号：1004-275X(2011)02-0034-03燃料电池(Fuelcell)是种使用燃料进行化学反应产牛电力的装買，故早于1839年由英国的Grove所发明。最常见的是以氢氧为燃料的质子交换膜燃料电池，由丁•燃料价格平代，加上对人体无化学危险、对坏境无害，发电斤产卞纯水和热,1960年代应用在美国军方，后丁1965年应用丁捷国双子星计划双子星5号太空仓。现在，也仃-哄笔记型电脑开始研究使用燃料屯池。{ll.rtlT产生的电忙太小,4无法瞬间提供大供电能，只能用丁•平稳供电上。燃料电池经过100多年的发展，终丁•在20I比纪木迎來新的发展机遇，成为世界各国的研究热点。由于燃料电池的低排放、绿色环保，使其在汽车领域的研发大行其道，但燃料电池车商业化尚未实现;燃料电池所具备的高容量、轻便等特点，也使其成为便携设备的持续动力源。1燃料电池的工作原理燃料电池(FuelCell)是…种电化学的发电装置,它能直接将燃料(如氢气、各种富含氢的气体，如重整气和甲醇等)和氧化剂(净化空气、氧气和一些液体，如过氣化氢和硝酸的水溶液等)的化学能通过电极反应转化为电能。与伎统的发电方式相比，燃料电池的能最转换是直接的，不需耍经过热能转换送-环节肿此发电效率比较高。其发电原理与其它化学电源一样，在电池的阳极发生燃料的催化氧化反应，阴极发生氧化剂的催化还原反应。电解质隔开阴阳极并提供质子迁移通道，电子通过外电路報动负载做功，这样就构成了电池负载AI路。对外电路按原电池定义电池的阳极为正极，阴极为负极。由丁•燃料电池的燃料和氧化剂不是贮存在电池内，而是贮存在电池外部的储罐中。只要保证燃料供应,就能够持续不断的产生电能。当电池运行时,燃料和氧化剂源源不断地送入电池，电化学反应后会有反应产物和部分未反应的燃料和氧化剂排出，同时伴随有热量生成。2燃料电池的优缺点燃料电池作为一种新型能源，具有以卜一优点：1)能忻转化效率离。燃料电池血接将燃料中化学能转换为电能，避免了化学能到热能，再到机械能，然后到电能过程中的能戢损失,-JWA'达45%~60%的能量转换效率，如果通过热电共牛.同时利用高温洁挣热能，能吊转换效率可以达到80%o2)环境友好。当氢为燃料时，燃料电池的副产物是水.这意味着燃料电池是“零排放”。是燃料电池应用于汽车的最大优点,也是减少汽车尾气排放和在城市消除废气的需耍。3)对靠性岛。燃料电池的赵本原理非常简单,除了少数运动部件外，它的可靠性和持久性都很岛°模块设计，结构紧挨。设备可以模块化,尺寸灵活性大，发电量易于调节。4)低噪音。燃料电池运动部件少，噪声很低。燃料电池具冇上述优点，但并不是说它卜全I咲。它还存在以卜-问题需耍进•步解决和完善：1)减少损耗，提高效率。尽管燃料电池以高效率吸引人，但降低其木身的损耗仍是匝要课题。燃料电池的损耗工耍包括反应活化能损耗、浓度并损耗、内阳损耗和系统损耗，这些损耗都降低了燃料巾池效率，为此需继续开发高效能、低成木催化剂和窩导电性能的电解质和电极材料，减少系统损耗,从而提离电池效率。2)开发新材料,改进工艺。燃料电池制造涉及高分子材料、贵重金属、陶瓷等广泛领」或,同时也涉及脱脂、氧化、烧成等制造工艺。各种优质高效材料的开发和制适工艺的改进影响着燃料电池的性能,决定看燃料电池的发展。备种燃料电池由丁反应过程及燃料、电介颅的不同，分别存在看中毒、鶴蚀或爲温老化问题，因此需积极研制新设备，提高电池的稳定性，延长连续迖行时间。3)降低成木。燃料电池耍想更快的...