3月4日下午，中關(guān)村儲能產(chǎn)業(yè)技術(shù)聯(lián)盟(CNESA)第12期儲能產(chǎn)業(yè)公益沙龍在中國科學(xué)院工程熱物理研究所舉行。會上，主講嘉賓清華大學(xué)汽車工程系裴普成教授就燃料電池技術(shù)及燃料電池應(yīng)用問題與大家展開探討，并為大家講解了燃料電池的分類。

　　據(jù)裴普成教授介紹，燃料電池與蓄電池都是電化學(xué)裝置，不同的是蓄電池的能量載體儲存于電池內(nèi)部，為二次使用需要對電池充電，而燃料電池的能量載體（即燃料）儲存于外部，只要提供燃料，就能連續(xù)不斷地發(fā)電。燃料電池的工作原理，是在電解質(zhì)一側(cè)供給燃料，另一側(cè)供給空氣（氧氣），質(zhì)子從電解質(zhì)穿過，電子走外電路形成電流。其特征是，有燃料從外部供應(yīng)，有氧氣供應(yīng)，通過電化學(xué)反應(yīng)發(fā)電。全釩液流電池，反應(yīng)物有流動供應(yīng)特征，但不是與氧發(fā)生電化學(xué)反應(yīng)，所以不屬于燃料電池。

　　根據(jù)不同的分類方法，裴普成教授也做出了詳細(xì)的講解。

　　以電解質(zhì)命名的燃料電池，有質(zhì)子交換膜燃料電池（PEMFC）、固體氧化物燃料電池（SOFC）、堿性燃料電池（AFC）、磷酸燃料電池（PAFC）、熔融碳酸鹽燃料電池（MCFC）和磷酸摻雜質(zhì)子交換膜燃料電池（PBI-PEMFC）等。其中PBI-PEMFC是在質(zhì)子交換膜基礎(chǔ)上通過磷酸改性的燃料電池，能夠把燃料電池的溫度升上去，并降低對鉑催化劑的需求。一方面降低了燃料電池成本，另一方面也大大提高了電池對一氧化碳的耐受力。

　　以燃料命名的燃料電池，有直接甲醇燃料電池（DMFC）和使用金屬作燃料的金屬空氣燃料電池（MAFC）。其中，直接甲醇燃料電池本質(zhì)也是質(zhì)子交換膜燃料電池。目前國際上比較熱門的金屬空氣燃料電池有鋰空燃料電池和鋅空燃料電池，一般多用堿性電解質(zhì)，屬于堿性燃料電池。

　　講解完燃料電池分類后，針對不同電池的特點和在使用中的優(yōu)劣勢，裴普成教授也分別做了詳細(xì)講解。

　　磷酸燃料電池的工作溫度一般為200度，PBI型的質(zhì)子交換膜燃料電池及所謂高溫質(zhì)子交換膜燃料電池，工作溫度一般在120到200度。這兩種燃料電池有很多相似之處，對CO耐受力強，但使用不當(dāng)有析出磷酸的可能。

　　熔融碳酸鹽燃料電池的工作溫度高，這意味著它不能像一般的質(zhì)子交換膜燃料電池一樣裝在車上，只能作為固定電源。但同時，做固定電源不受空間限制，可以把電池功率做得比較大。

　　固體氧化物燃料電池工作溫度也非常高，600至800度，隨著近幾年技術(shù)的發(fā)展，目前可以降到大約400度。

　　熔融碳酸鹽燃料電池和固體氧化物燃料電池，因為工作溫度都比較高，如果用在車上的話汽車的啟動會很麻煩，需要時間長，啟停循環(huán)壽命短，因此更多地用于固定電源場合。

　　直接甲醇燃料電池可以用于手機、電腦上，特別適合軍用。

　　雖然堿性燃料電池早就已經(jīng)發(fā)明，工作溫度最高80度，上世紀(jì)六十年代美國UTC公司曾為阿波羅登月計劃提供這種燃料電池，但是汽車行業(yè)對這種電池并不感興趣，一方面是因為功率密度低，另一方面是這種電池怕二氧化碳，因此在車上使用不方便。質(zhì)子交換膜燃料電池的出現(xiàn)解決了這些問題。與其他電池相比，質(zhì)子交換膜燃料電池的功率密度有明顯優(yōu)勢，同時，工作溫度低、容易啟動的優(yōu)點也令汽車行業(yè)對它更感興趣。

　　總體來看，燃料電池對市場比較有吸引力的，一個是質(zhì)子交換膜燃料電池，一個是金屬空氣燃料電池。金屬空氣燃料電池成本低。