中国的燃料电池技术
中国的燃料电池技术
近几年我国燃料电池的研究开发取得了长足的进展，特别在质子交换膜燃料电池方面，达到或
接近了世界水平；在熔融碳酸盐燃料电池、固体氧化物燃料电池技术等方面也取得一些进展。
但在总体上，我国燃料电池仍处于科研阶段，与国外相比，水平较低。发达国家都已将大型燃
料电池的开发作为重点研究项目，并取得了许多重要成果，各等级的燃料电池发电厂相继建
成，即将取代传统发电机及内燃机而广泛应用于发电及汽车动力。我国应集中研究力量，加大
投入，大力推动燃料电池发电技术的研究开发和应用 工作。
燃料电池是一种不经过燃烧而以电化学反应方式将燃料的化学能直接变为电能的发电装
置，可以用天然气、石油液化气、煤气等作为燃料。也是煤炭洁净转化技术之一。按电解质种
类可分为碱性燃料电池（AFC）、磷酸型燃料电池（PAFC）、熔融碳酸盐燃料电池
（MCFC）、固体氧化物燃料电池（SOFC）、质子交换膜燃料电池（PEMFC）、再生氢氧燃
料电池(RFC)、 直接醇类燃料电池（DMFC），还有如新型储能电池、固体聚合物型电池等。
氢和氧气是燃料电池常用的燃料气和氧化剂。此外，CO 等一些气体也可作为 MCFC 与
SOFC 的燃料。从长远发展看，高温型 MCFC 和SOFC 系统是利用煤炭资源进行高效、清洁发
电的有效途径。我国丰富的煤炭资源是燃料电池所需燃料的巨大来源。
燃料电池具有高效率、无污染、建设周期短、易维护以及成本低的诱人特点，它不仅是汽
车最有前途的替代清洁能源，还能广泛用于航天飞机、潜艇、水下机器人、通讯系统、中小规
模电站、家用电源，又非常适合提供移动、分散电源和接近终端用户的电力供给，还能解决电
网调峰问题。随着燃料电池的商业化推广，市场前景十分广阔。人们预测，燃料电池将成为继
火电、水电、核电后的第四代发电方式[1]，它将引发21 世纪新能源与环保的绿色革命。
1，中国燃料电池技术的进展
“ ” “ ”燃料电池技术 是我国 九五 期间的重大发展项目，目标是，利用我国的资源优势，从高
“ ”起点做起，加强创新；在 九五 期间，使我国燃料电池的技术发展接近国际水平。内容包
“ ” “ ” “ ”括质子交换膜燃料电池技术 、 熔融碳酸盐燃料电池技术 及 固体氧化物燃料电池技术 三大
项目[2]， “其中，用于电动汽车的 5kW ”质子交换膜燃料电池 列为开发的重点。此项任务由中
国科学院及部门所属若干研究所承担。所定目标业已全部实现。
在质子交换膜燃料电池（PEMFC）方面，我国研究开发的这类电池已经达到可以装车的
技术水平，可以与世界发达国家竞争，而且在市场份额上，可以并且有能力占有一定比例[1]。
我国自把质子交换膜燃料电池列为"九五"科技攻关计划的重点项目以后，以大连化学物理研究
所为牵头单位，在全国范围内全面开展了质子交换膜燃料电池的电池材料与电池系统的研究，
取得了很大进展，相继组装了多台百瓦、1kW-2kW、5kW、10kW 至30kW 电池组与电池系
统。5kW 电池组包括内增湿部分,其重量比功率为 100W/kg，体积比功率为 300W/L。质子交换
膜燃料电池自行车已研制成功，现已开发出200 瓦电动自行车用燃料电池系统。百瓦级移动动
力源和 5kW 移动通讯机站动力源也已开发成功。千瓦级电池系统作为动力源，已成功地进行
了应用试验。由6台5kW 电池组构成的 30kW 电池系统已成功地用作中国首台燃料电池轻型客
车动力源。装车电池最大输出功率达 46 千瓦。目前该车最高时速达60.6km/h，为燃料电池电
动汽车以及混合动力电动汽车的发展打下良好的基础。该电池堆整体性能相当于奔驰、福特与
加拿大巴拉德公司联合开发的 MK7 质子交换膜燃料电池电动车的水平[3]。我国目前正在进行
大功率质子交换膜燃料电池组的开发和燃料电池发动机系统集成的研究。
在熔融碳酸盐燃料电池（MCFC）方面，我国已经研制出 α和γ型偏铝酸锂粗、细粉料，
制备出大面积（大于 0.2m2）的电池隔膜，预测隔膜寿命超过3万小时。在进行材料部件研究
的基础上，成功组装和运行了千瓦级电池组。
在固体氧化物燃料电池（SOFC）技术方面，已经制备出厚度为5-10μm 的负载型致密 YSZ
电解质薄膜，研制出一种能用作中温 SOFC 连接体的 Ni 基不锈钢材料。负载型YSZ 薄膜基中
温SOFC 单体电池的最大输出功率密度达到 0.4 W/cm2, 负载型LSGM 薄膜基中温 SOFC 单体电
池的最大输出功率密度达到 0.8W/cm2。这些技术创新为研制千瓦级、十千瓦级中温固体氧化
物燃料电池发电技术的研发奠定了坚实基础。
摘要：
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中国的燃料电池技术近几年我国燃料电池的研究开发取得了长足的进展，特别在质子交换膜燃料电池方面，达到或接近了世界水平；在熔融碳酸盐燃料电池、固体氧化物燃料电池技术等方面也取得一些进展。但在总体上，我国燃料电池仍处于科研阶段，与国外相比，水平较低。发达国家都已将大型燃料电池的开发作为重点研究项目，并取得了许多重要成果，各等级的燃料电池发电厂相继建成，即将取代传统发电机及内燃机而广泛应用于发电及汽车动力。我国应集中研究力量，加大投入，大力推动燃料电池发电技术的研究开发和应用工作。燃料电池是一种不经过燃烧而以电化学反应方式将燃料的化学能直接变为电能的发电装置，可以用天然气、石油液化气、煤气等作为燃料。...
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