燃料电池的应用特点 燃料电池的特点及应用
1、燃料电池的特点
（1）能量密度大，比能量可达到200W·h/kg左右。PCEV要求采用氢气作为燃料时，电池的质量比功率不小于150W/kg；采用甲醇作为燃料时，电池的质量比功率不小于100W/kg。
（2）一般在常温条件下运行，当温度在80°C左右易于快速启动，减小了温度对燃料电池材料的影响，提高了电池性能，延长可电池的寿命。
（3）可以连续不断地工作，适合部分符合特性的要求，这些优越的性能为PEMFC在FCEV上使用带来了很大便利。
（4）单体电池的电压高，是电动汽车比较理想的一种电源，有利于减轻电动车辆的整备质量和降低电动车辆使用费用。
（5）燃料电池的染料有氢气、甲醇和汽油三种。根据燃料电池的发电原理，氢气是最理想的燃料，原因是氢气可以直接参与电化学反应。氢气燃料电池的产物中只有洁净的水蒸气，对环境不会造成任何污染。
2、燃料电池的应用，燃料电池作为移动式电源的应用领域分为两大类一是可用作便携式电源、小型移动电源、车载电源等，适用于军事、通信、计算机等领域，以满足应急供电和高可靠性、高稳定性供电的需要。实际应用是手机电池、笔记本电脑等便携式电子设备、军用背负式通信电源、卫星通信车载电源等；二是用作自行车、摩托车、汽车等交通工具的动力电源，以满足环保对车辆排放的要求。从目前发展情况看，PEMFC是技术最成熟的电动车动力电源。
3、国际上，燃料电池研究开发领域的权威机构是加拿大Ballard能源系统公司，美国H-Power公司于1996年研制出世界上第一辆以燃料电池为动力源的大巴士。近年来，我国对燃料电池电动车的研发也极为重视，被列为国家重点科技攻关计划。上海神力公司、富源燃料电池有限公司、清华大学、中科院大连化物所已分别研制出游览观光车、中巴车样车，其性能接近或达到国际先进水平。
4、燃料电池除适用于交通电源外，也非常适用于固定式电源。即可与电网系统互联，用于调整电网峰值，也可用作海岛、山区、边远地区或作为国防（人防）发供电系统电源。
5、采用多台燃料电池发电机联网还可构成分散式供电系统。分散式供电系统有以下优点：
（1）可省去电网线路及配电调度控制系统。
（2）有利于热电联供（由于PEMFC电站无噪声，可就近安装，PEMFC发电所产生的热可进入供热系统），可使燃料总利用率高达80%以上。
（3）受战争和自然灾害等影响比较小，尤其适宜于现代战争条件下的主动防护需要。
（4）通过天然气、煤气重整制氧，可利用现有天然气、煤气供气系统等基础设施为燃料电池提供燃料。
（5）通过再生能源制氢（电解水制氢、太阳能电解制氢、生物制氢）则可形成循环利用系统（这种循环系统特别适用于边远地区），使系统建设成本和运行成本降低。国际上普遍认为，随着燃料电池的推广利用，发展分散型电站将是一个趋势。
6、由于燃料电池工作温度低，红外辐射少，无振动，没有噪声，因此特别适合用作为现代军用电源。1998年8月，美国国防部在向国会国防委员会呈递的报告中指出：移动电力是永久性防御设施最基本的五大要素之一；燃料电池发电技术替代常规发电装置的迅速演变，给未来发电系统采用氢气作为主燃料开辟了道路；由于能量转换效率（超过60%）很高，操作维护极为简单，燃料电池发电机使氢能源作为主燃料的应用极为可靠而高效。因此，把作战燃料改为氢，将获得更加高效可靠的发电系统、更低的排放、更低的噪声、极大地减小热辐射和红外成像，便于伪装和隐蔽作战。
7、PEMFC发电机的诸多优越性能，使其在航空航天及超级移动设备、水下潜艇、军事工程、通讯工程、车辆动力电源、单兵和部（分）队便携电源、边远地区、海防哨所以及人防工程中都具有极好的应用前景。早在20世纪60年代，美国航空航天局（NASA）就与通用电气公司（GE）联合开发燃料电池发电机，并多次用于双子星座卫星计划的飞行。特别是1968年采用Nafion膜后，在发射的生物卫星上使用的燃料电池发电机，其寿命在实验室已达57000h。后来，NASA又与Hamilton标准公司合作研制RPC（再生燃料电池）系统，目的是配合太阳能发电系统组成用于火星探测飞行器或月球基地的动力电源（太阳能电解水装置功率35kw，PEMFC发电机功率25kw）.美国空军也与Treadwell公司签订协议研究用于卫星的RFC系统（燃料电池功率12kw,电压V）。
8、在超级移动装备（HMU）应用方面，NASA与EPSI公司合作开发采用金属氢化物储氢的200W·h能量的PEMFC系统，以替代现有装备中采用的可充电电池，可有效提高能量储存密度和一次性充能能量以及循环寿命、充能速度。
9、燃料电池在军事领域的一个重大用途是作为海军舰艇的动力电源。PEMFC发电机作为潜艇不依赖于空气的推进动力（AIP）源，与斯特林发动机和闭式循环柴油机相比，具有效率高、噪声低和红外辐射小等优点，在携带相同质量或体积燃料气时，潜艇续航能力最强（大约为斯特林发动机的2倍），且没有污染，因此燃料电池是潜艇AIP系统的最佳选择。德国从1980年（也是世界上最早）开始研究燃料电池发电机的潜艇，目前德国已能生产212、214型号的基于燃料电池发电机的潜艇。而美国海军与AP公司合作开始研制以柴油重整制氢为氢源的燃料电池发电机，还与Treadwell公司合作设计并制造了用于水下探测器的燃料电池电源。
10、燃料电池的诸多优点，使其在重要的民用设施如智能大厦、医院、宾馆以及国防（人防）领域都具有极好的前景。目前这些地方的供电系统均采用以外电为主、柴油发电机组为辅的供电方式。当外电毁坏启用柴油发电机组时，由于柴油发电机组存在烟气排放，隐蔽性差、震动大、噪声高、环保性能差等诸多缺点，更不适合在未来高科技战争中使用。因此，研究基于PEMFC的发电系统可有效利用氢能实现环保，对民用供电和国防建设都有极为重要的意义。
可再生能源有：1、太阳能。2、生物能。3、风能。4、水能。5、海洋能。6、地热能。7、氢能。8、核能。可再生能源指的是在自然界可以循环再生，取之不尽，用之不竭的能源。
1、太阳能：直接来自于太阳辐射。主要是提供热量和电能。
2、生物能：由绿色植物通过光合作用，将太阳能转化为化学能，储存在体内，可沿食物链单向流动，最终转化为热能散失掉。通过燃烧和厌氧发酵获得沼气来取得能量。
3、风能：由太阳辐射提供能量，因冷热不均产生气压差异，导致空气水平运动——风的形成。主要是通过风力发电机来获得能量。
4、水能：由太阳辐射提供能量，产生水循环，来自海洋的暖湿空气，受热上升，太阳能转化为势能，当在高山上形成降水后，水往低处流，势能转化为动能，就是水能。主要是通过水力发电机来获得能量。
5、海洋能：包括潮汐、波浪、洋流等海水运动蕴藏的能量，也是取之不尽用之不竭的。潮汐能主要来自于月球、太阳等天体的引力，波浪、洋流的能量主要是受风的影响。主要是通过潮汐的动能来发电。
6、地热能：来自于地球内部放射性元素的衰变。可以用于地热发电和供暖。
7、氢能：通过燃烧或者是燃料电池来获得能量。
8、核能：通过核能发电站来取得能量。
1、污染小：
与传统燃油发动机不同的是，以氢燃料电池作为供能系统的汽车在行驶中不会释放像COx、NOx、SOx气体和粉尘等污染物，所以其污染更低，几乎没有什么污染。
2、噪声低：
氢燃料电池汽车在行驶时产生的噪音比较低，所以可以在一定程度上提升驾乘人员的舒适性。
3、效率高：
氢燃料电池的发电效率可以达到50%以上，它可以直接将化学能转化为电能，所以动力传递效率比较高，使汽车的动力更加突出。
2氢能源燃料电池对环境无污染，它是通过电化学反应，而不是采用燃烧（汽、柴油）或储能（蓄电池）方式，最典型的传统后备电源方案，燃烧会释放像COx、NOx、SOx气体和粉尘等污染物。燃料电池只会产生水和热。如果氢是通过可再生能源产生的，整个循环就是彻底的不产生有害物质排放的过程。
3、氢燃料电池严格地说是一种发电装置，像发电厂一样，是把化学能直接转化为电能的电化学发电装置。另外，氢燃料电池的电极用特制多孔性材料制成，这是氢燃料电池的一项关键技术，它不仅要为气体和电解质提供较大的接触面，还要对电池的化学反应起催化作用。燃料电池运行安静，噪声大约只有55dB，相当于人们正常交谈的水平。这使得燃料电池适合于室内安装，或是在室外对噪声有限制的地方。
燃料电池分类:
1. 按燃料电池的运行机理分为酸性燃料电池和碱性燃料电池。
2. 按电解质的种类不同，有酸性、碱性、熔融盐类或固体电解质，因此，燃料电池可分为碱性燃料电池（AFC）、磷酸燃料电池（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）等。在燃料电池中，磷酸燃料电池(PAFC)、质子交换膜燃料电池（PEMFC）可以冷起动和快起动，可以用作为移动电源，适应FCEV使用的要求，更加具有竞争力。
3. 按燃料类型分，有氢气、甲醇、甲烷、乙烷、甲苯、丁烯、丁烷等有机燃料，汽油、柴油和天然气等气体燃料，有机燃料和气体燃料必须经过重整器“重整”为氢气后，才能成为燃料电池的燃料。
4. 按燃料电池工作温度分，有低温型，温度低于200℃；中温型，温度为200～750℃；高温型，温度高于750℃。
最实用的燃料电池是以氢或含富氢的气体燃料，但是在自然界是不能直接获得氢的，燃料电池氢的；来源通常是以石油燃料、甲醇、乙醇、沼气、天然气、石脑油和煤气中，经过重整、裂解等化学处理后来制取含富氢的气体燃料。氧化剂则采用氧气或空气，最常见的是用空气作为氧化剂。
再生能源包括太阳能、水力、风力、生物质能、波浪能、潮汐能、海洋温差能等等，它们在自然界可以循环再生。非再生能源在自然界中经过亿万年形成，短期内无法恢复且随着大规模开发利用，储量越来越少总有枯竭一天的能源称之为非再生能源。
非再生能源包括：煤、原油、天然气、油页岩、核能等，它们是不能再生的，用掉一点，便少一点。
一、可再生资源是什么
可再生资源是指消耗后可得到恢复补充，不产生或极少产生污染物。可以在自然界可以循环再生，是取之不尽，用之不竭的能源。如太阳能、风能，生物能、水能，地热能，氢能等。中国是国际清洁能源的巨头，是世界上最大的太阳能、风力与环境科技公司的发源地。
二、可再生能源的种类及作用
1、太阳能：直接来自于太阳辐射。主要是提供热量和电能。
2、生物能：由绿色植物通过光合作用，将太阳能转化为化学能，储存在体内，可沿食物链单向流动，最终转化为热能散失掉。通过燃烧和厌氧发酵获得沼气来取得能量。
3、风能：由太阳辐射提供能量，因冷热不均产生气压差异，导致空气水平运动——风的形成。主要是通过风力发电机来获得能量。
4、水能：由太阳辐射提供能量，产生水循环，来自海洋的暖湿空气，受热上升，太阳能转化为势能，当在高山上形成降水后，水往低处流，势能转化为动能，就是水能。主要是通过水力发电机来获得能量。
5、海洋能：包括潮汐、波浪、洋流等海水运动蕴藏的能量，也是取之不尽用之不竭的。潮汐能主要来自于月球、太阳等天体的引力，波浪、洋流的能量主要是受风的影响。主要是通过潮汐的动能来发电。
6、地热能：来自于地球内部放射性元素的衰变。可以用于地热发电和供暖。
7、氢能：通过燃烧或者是燃料电池来获得能量。
8、核能：通过核能发电站来取得能量。
上述能源都是可再生能源，而且是直接来自于自然界的一次能源。
三、不可再生资源是什么
非再生能源在自然界中经过亿万年形成，短期内无法恢复且随着大规模开发利用，储量越来越少总有枯竭一天的能源称之为非再生能源。非再生能源包括：煤、原油、天然气、油页岩、核能等，它们是不能再生的，用掉一点，便少一点。
四、非可再生能源的种类介绍
1、煤：煤是近代工业最重要燃料之一。煤是由有机物一生长在沼泽或河流三角洲之植物残骸分解而成现今世界各主要地区之煤炭蕴藏量，以非欧洲、亚洲及大洋洲、及北美洲等三个地区所占之比例最高，整体而言，现时煤炭之蕴藏量，估计可供我们使用二百年。
2、石油：石油一般认为是由地层中的有机物质“油母质”，经地温长时间的熬炼，一点一滴地生成而浮游于地层中。由于浮力的关系，石油在水中每年缓慢地沿着地层或断层向上移动，直到受不透油的封闭地层阻挡而停留下来。当此封闭内的石油越聚越多。
3、天然气：天然气是一种碳氢化合物，多是在矿区开采原油时伴随而出，过去因无法越洋运送，所以只能供当地使用，如果有剩馀只好燃烧报废，十分可惜。若以人工建筑设施存放天然气，在遭到外力破坏如地震、火灾等，极易产生危险。若以人工建筑设施存放天然气，在遭到外力破坏如地震、火灾等，极易产生危险。
4、化学能：化学反应所产生的能量称为化学能，除了燃烧煤、木材、石油及其制品产生的燃烧热外，还有电解化发电。电解化发电是将两种不同的金属板隔若干距离，一起浸入电解液中，金属板间会产生电压。两金属对于电解液的离子倾向力或溶解压不相同，发生化学变化，以电解方式放出能量。
电池就是利用这种原理制造成的。电池有两类，一种是用完就丢，不能再用的干电池，视为一次电池。另一种是可再充电，反复使用的蓄电池，即镍镉电池等，称为二次电池。
5、核燃料：核能也称原子能，是一种高效率持久的能源。核能发电是利用铀235的核分裂连锁反应释出大量热能，将水变成水蒸气，利用这些蒸气来推动发电机发电。
