燃料動(dòng)力電池應(yīng)用

時(shí)至今日，己有多種類型的燃料動(dòng)力電池根據(jù)不同的應(yīng)用需求被研發(fā)出來(lái)。按導(dǎo)電離子類別可分為酸性燃料動(dòng)力電池、堿性燃料動(dòng)力電池、烙融碳酸鹽燃料動(dòng)力電池和固體氧化物燃料動(dòng)力電池（SOFC）。酸性燃料動(dòng)力電池還可細(xì)分為PEMFC、直接醇類燃料動(dòng)力電池和磷酸燃料動(dòng)力電池。各類燃料動(dòng)力電池皆有其工作特性，工作溫度低至－40Ｃ、高至1000。可根據(jù)不同的需求選擇燃料動(dòng)力電池類型。其中PEMFC是最近幾十年里受關(guān)注最多的燃料動(dòng)力電池。PEMFC不僅具備燃料動(dòng)力電池的普遍特點(diǎn)，還有可低溫下快速啟動(dòng)和工作、無(wú)電解液流失、壽命長(zhǎng)、比功率與比能量高等突出優(yōu)點(diǎn)，被認(rèn)為是將來(lái)替代內(nèi)燃機(jī)作為汽車動(dòng)力電源最理想方法。

由于燃料動(dòng)力電池模塊化、功率范圍廣和燃料多樣化等特點(diǎn)，能被應(yīng)用于多種場(chǎng)合：小至代步車電源、移動(dòng)充電裝置，大至兆瓦級(jí)發(fā)電站。實(shí)際上，燃料動(dòng)力電池的商業(yè)化進(jìn)行得如火如茶。資料顯示，從2008年至2011年，世界范圍內(nèi)燃料動(dòng)力電池作為通訊網(wǎng)絡(luò)設(shè)備、物流和機(jī)場(chǎng)地勤的備用電源市場(chǎng)份額増長(zhǎng)了214％。預(yù)計(jì)至2020年，燃料動(dòng)力電池的市場(chǎng)總值將達(dá)到192億美元。

燃料動(dòng)力電池的研究進(jìn)展綜述

具體應(yīng)用作簡(jiǎn)單介紹如下：

（1）便攜式電源

便攜式電源市場(chǎng)銷售額的逐年増長(zhǎng)吸引了許多電源技術(shù)，其產(chǎn)品包括：筆記本電腦、手機(jī)、收音機(jī)及其他要電源的移動(dòng)設(shè)備，為方便個(gè)人攜帶，便攜式移動(dòng)電源的基本要求通常要求電源具有高比能量、質(zhì)輕小巧等特點(diǎn)。而燃料動(dòng)力電池的能量密度通常是可充電電池的５到10倍，使其具有較大的競(jìng)爭(zhēng)力.此外，燃料動(dòng)力電池不要額外充電的特點(diǎn)也使它能適應(yīng)更長(zhǎng)久的野外生活。目前，己有直接甲醇燃料動(dòng)力電池（DMFC）和PEMFC被應(yīng)用為特種特種電源和移動(dòng)充電裝置上。成本、穩(wěn)定性和壽命將是燃料動(dòng)力電池應(yīng)用于便巧式移動(dòng)電源的所要解決的技術(shù)問(wèn)題。

（2）固定電源

固定電源包括緊急備用電源、不間斷電療、偏遠(yuǎn)地區(qū)獨(dú)立電站等。目前，燃料動(dòng)力電池每年占據(jù)全球約７０％的兆瓦級(jí)固定電源市場(chǎng)，相比于傳統(tǒng)的鉛酸電池，燃料動(dòng)力電池具有更長(zhǎng)的運(yùn)行時(shí)間（大約為鉛酸電池的５倍）、更髙的比能皇密度、更小的體積和更好的環(huán)境適應(yīng)性。關(guān)于智能電網(wǎng)難以到達(dá)的偏遠(yuǎn)地區(qū)和緊急事故發(fā)生地，獨(dú)立電站被認(rèn)為是最經(jīng)濟(jì)且可靠的供電方式。在我國(guó)多次的地展災(zāi)害中，燃料動(dòng)力電池被用作獨(dú)立電站，為救災(zāi)工作發(fā)揮了重要用途。要注意的是，固定電站通常要較長(zhǎng)的壽命（大于80000小時(shí)），這是燃料動(dòng)力電池技術(shù)應(yīng)用于固定電站的最大技術(shù)挑戰(zhàn)。

（3）交通動(dòng)力電源

交通動(dòng)力電源一直是清潔能源技術(shù)研發(fā)的重要誘導(dǎo)因素，因?yàn)槿颍保罚サ臏厥覛怏w（CO2）都是由基于化石燃料的交通動(dòng)力出現(xiàn)，另外還伴隨著其他的大氣污染問(wèn)題，如霧霾等。H2為燃料的PEMFC被認(rèn)為是內(nèi)燃機(jī)的最佳替代動(dòng)力，重要原因是：(a)尾氣只有水，無(wú)任何污染排放；(b)燃料動(dòng)力電池的工作效率極高（53%-59%），幾乎是傳統(tǒng)內(nèi)燃機(jī)的兩倍；(c)低溫快速啟動(dòng)、運(yùn)行噪音低且運(yùn)行穩(wěn)定，世界諸多國(guó)家都在推進(jìn)燃料動(dòng)力電池交通動(dòng)力方法，日本是其中最激進(jìn)的國(guó)家之一。日本計(jì)劃在2025年之前，建設(shè)超過(guò)1000個(gè)加氨站和運(yùn)行200萬(wàn)輛燃料動(dòng)力電池汽車。2015年，日本豐田汽車公司開始售賣世界上第一輛PEMFC為重要?jiǎng)恿﹄娫吹钠嘙irai，標(biāo)志著燃料動(dòng)力電池技術(shù)應(yīng)用于汽車動(dòng)力的新紀(jì)元。