卷首语：燃料电池将带给我们另样生活

邵志刚

　　撰文/邵志刚

　　提到“电池”，大家可能首先想到锌锰电池、镍氢电池、锂电池，但你知道“燃料电池”吗？燃料电池的工作原理和上述常规电池相同，即通过电化学反应将储存在燃料和氧化剂中的化学能直接转化为电能。与常规电池不同的是，燃料电池的燃料和氧化剂存放于电池的外部，它的工作方式更类似于内燃机：只要保持燃料和氧化剂的供应，它就会不断工作

提供电能。与常规电池相比，燃料电池更像一个自动运行的发电厂，具有更高的系统集成。

　　燃料电池不经过热机过程，能量转化效率高，二氧化碳的排放量比常规火力发电厂减少40%以上。它对环境友好，几乎不排放氮的氧化物和硫的氧化物。使用燃料电池发电，装置无论大小实际发电效率都可达40%～60%，热电联用时，综合能量效率可达80%，而传统的火力发电站只有机组规模足够大时才能获得令人满意的能量效率。燃料电池的发电方式与传统的大型机组、大电网相结合，将会带来巨大的经济效益，并能有效缓解由集中供电带来的电网安全问题。因此，世界各国争相开发燃料电池电站技术。目前，直接采用天然气、煤气做燃料的固体氧化物燃料电池，已经完成100千瓦级的电站试验；以净化煤气、天然气为燃料的熔融碳酸盐燃料电池，已经完成2兆瓦的实验电站，至今已有近百台以天然气重整气为燃料的磷酸燃料电池电站在世界各地运行。只要进一步解决燃料电池电站的成本和寿命问题，就可使其大规模商业化。

　　当地球上化石燃料用完后，氢被认为是最佳的能量载体，因此以氢为最佳燃料的燃料电池，被认为是具有革命意义的新一代

　　当燃料电池以甲醇为燃料时，与传统电池相比，其比能量至少要高10倍。比如，一个锂离子电池能提供300瓦小时/升的电量，而甲醇燃料电池却能提供4800瓦小时/升的电量。并且使用这种电池的时候既不需要到处寻找插座，也无需花时间等待充电，只要花一分钟添加燃料就可以使设备保持工作。燃料电池的应用将会使移动设备不再依赖电网，从而为手机、

　　由此可见，燃料电池作为继水力、火力、核能之后新一代能源技术，其广阔的应用前景可与计算机技术相媲美。因而在2000年，燃料电池被美国《时代》周刊评为21世纪对人类社会有重要影响的十大技术之一。

　　我国政府一直重视燃料电池技术的研究和开发，经过科技部“九五”攻关、973计划、“十五”863计划重大专项的经费支持，我国燃料电池的研究开发取得蓬勃发展，在国内已经形成燃料电池的研究热潮，有大约近百家单位，包括大学、研究所、公司在从事燃料电池技术的研究与开发。并且，我国已经在燃料电池的多项核心技术方面取得突破，北京、上海、大连、武汉等城市已经出现燃料电池汽车的试运行，开发水平正在向国际一流水平迈进。2006年10月12日，中科院大连化物所申报的创新能力建设项目“燃料电池及氢源技术国家工程研究中心”获得国家发改委批准正式成立。燃料电池国家工程中心的建成将有力地加快我国燃料电池技术产业化进程，促进燃料电池及相关产业的跨越式发展。

　　我们相信，在不久的将来，燃料电池一定会走进我们的生活，像蒸汽机、内燃机一样给人类社会带来巨大的变革。

　　作者介绍：邵志刚，出生于1969年，山西平遥人。先后毕业于大连理工大学、中科院大连化学物理研究所，获工学博士学位。曾在香港科技大学、英国纽卡斯尔大学从事燃料电池研究工作。2006年初入选中国科学院“百人计划”，现为中科院大连化学物理研究所副研究员。目前主要从事质子交换膜燃料电池系统的应用基础研究及工程技术开发，研究成果曾获多项国家专利, 并在国内外学术刊物上发表文章40余篇。