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燃料电池的发展历程

2014-06-27 08:24 出自 燃料电池 http://www.agrsscert.com/

1839年英国的葛洛夫(William Grove)发明了燃料电池,并用这种以铂黑为电极催化剂的简单的氢氧燃料电池点亮了伦敦讲演厅的照明灯,燃料电池概念从此开始。120年后,另一英国人培根(Francis T. Bacon)研制出5kW的碱性燃料电池组,用作小型机械的动力,使燃料电池走出实验室,应用于人们的生产活动。

由于材料、资金、市场等问题,燃料电池的研究和开发多年来几经反复。

二十世纪六十年代末,燃料电池被用作航天飞行器的能源,并逐渐发展地面应用。

至1990年,规模为11 MW的燃料电池发电站在日本运行。能源、环保、交通等原因对燃料电池的发展起了极大的推动作用,二十一世纪燃料电池将成为重要的高新科技得以飞速发展。

1839年, Wi11iam Grove 爵士通过将水的电解过程逆转而发现了燃料电池的原理。从而能够从氢气和氧气中获取电能。由于氢气在自然界不能自由地得到,在随后的几年中,人们一直试图用煤气作为燃料,但均未获得成功。

1866年, Werner von Siemens先生发现了机一电效应。这一发现启动了发电机的发展,并使燃料电池技术黯然失色。

直到20世纪60年代,宇宙飞行的发展,才使燃料电池技术提到议事日程上来。随着环境保护意识的日渐增强,大大激发了人们开发燃料电池技术的兴趣。

近二三十年来,由于一次能源的匮乏和环境污染问题的突出,要求开发利用新的清洁再生能源。

燃料电池由于具有能量转换效率高、对环境污染小等优点而受到世界各国的普遍重视。美国矿物能源部长助理克.西格尔说:“燃料电池技术在21世纪上半叶在技术上的冲击影响,会产生类似于20世纪上半叶内燃机所起的作用。”福特汽车公司主管PNGV经理鲍伯.默尔称,燃料电池必会给汽车动力带来一场革命,它是唯一同时兼备无污染、高效率、适用广、无噪声和具有连续工作和积木化的动力装置。预期燃料电池会在国防和民用的电力、汽车、通信等多领域发挥重要作用。美国Arthur D.Little公司最新估计,2000年燃料电池在能源系统市场将提供1500~2000MW动力,价值超过30亿美元,车辆市场将超过20亿美元;2007年燃料电池在运输方面的商业价值将达到90亿美元。

在国内,千瓦级PEM燃料电池方面已基本完成试运行,具备了商业化开发的能力,该技术在国际上也产生了一定的影响。但用于刚刚起步的电汽车,还需要进一步加强研发力量,多完成一些技术上的突破, 使我国的汽车产业在短时间内赶超发达国家水平,保护地球环境的重要性今后将尤为突出,所以21世纪以燃料电池为动力的交通体系有望得以实现,同时可以更好地改善城市中汽车污染严重等问题。

对于大型电站,火力发电由于机组的规模足够大才能获得令人满意的效率,但装有巨型机组的发电厂又受各种条件的限制不能贴进用户,因此只好集中发电由电网输送给用户。但是机组大了其发电的灵活性又不能适应户户的需要,电网随用户的用电负荷变化有时呈现为高峰,有时则呈现为低谷。为了适应用电负荷的变化只好备用一部分机组或修建抽水蓄能电站来应急,这在总体上都是以牺牲电网的效益为代价的。传统的火力发电站的燃烧能量大约有近70%要消耗在锅炉和汽轮发电机这些庞大的设备上,燃烧时还会排放大量的有害物质。而使用燃料电池发电,是将燃料的化学能直接转换为电能,不需要进行燃烧,没有转动部件,理论上能量转换率为100%,装置无论大小实际发电效率可达40%~60%,可以实现直接进入企业、饭店、宾馆、家庭实现热电联产联用,没有输电输热损失,综合能源效率可达80%,装置为积木式结构,容量可小到只为手机供电、大到和火力发电厂相比,非常灵活。

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