20世纪50年代我国就已经着手于燃料电池方面的研究,在燃料电池许多核心技术与材料应用等方面的研究都已取得了许多突破性的进展。随着全球能源枯竭问题的不断升级及环境保护的观念深入人心,我国对燃料电池的研发越来越重视。目前,我国已自主研制出30KW级氢氧燃料电池、燃料电池电动汽车与多种规格的PEMFC组等等。截止到2002年,我国在世界上与燃料电池相关的164项专利就占了四分之一。我国在提高反应气的利用率、燃料电池性能的稳定性及改善了电池的密封性等方面有很多自主创新的技术专利。在燃料电池方面的研究我国主要是以材料研究方面为主,也取得一些成果和专利。2001年一个含80片单电池的电池堆(最大功率810W、开路电压可达85。3V)首次运行成功;2004年中科院上海硅酸盐研究所实现了面积大于10x10cm2的阳极支撑型电解质复合膜的小批量生产;2006年上海汽车工业集团总公司生产出“上海”牌燃料电池汽车,并成功地试制出一辆自主品牌的燃料电池客车[2];2007年3个中温电池堆相继运行成功。2008年北京奥运会上成功展示了23辆燃料电池汽车;2010年上海世博会上投入了近200辆以燃料电池为动力汽车作为服务与观光用车;2013年中科院自主研发出1kW平板式固体氧化物燃料电池并成功运行,能量效率高达65%;2015年华中科技大学自主研制出了5kW SOFC独立发电系统并能实现4。82kW的功率输出,标志着我国固体氧化物燃料电池进入了独立系统开发阶段与优化阶段。87046
就燃料电池技术研究的基础理论方面而言,我国与发达国际的差距并不是太大,我国自主研发的燃料电池关键材料和零部件,测试性能与实用性能也都能与国际水平接轨,但是要实现燃料电池的商业化仍需要很大的努力。论文网
(2)国外研究现状
美国早在1967年就制定了FCG-1和TARGET燃料电池研究发展计划,并每年资助超过2000万美元用于燃料电池的研究;1977年美国GE公司率先建成兆瓦级PAFC发电站;1991年美国斥巨资1。4亿美元加速SOFC的商业化;1994年12月世界上最大功率的MCFC电站于美国成功运行。目前美国已经开发出高达几十种具有代表性的PEMFC汽车,PAFC也已经实现了商业化,MCFC大型电站正在为医院、大学、工厂等社会各个领域提供电力,SOFC的研究美国处于世界领先水平,西屋公司拥有全球最好的管式SOFC技术。
2003年欧盟建立了欧洲氢能与燃料电池技术平台,投资1亿欧元用于氢能与燃料电池的相关项目研究;2008-2013年欧盟出台欧盟燃料电池与氢联合行动计划,该计划总投资9。4亿欧元于燃料电池和氢能的研究与发展;2010年德国戴姆勒-奔驰公司将奔驰B级燃料电池车打入欧洲及美国市场;2011年,3辆奔驰B级燃料电池车成功地完成了围绕地球行驶一周的测验,每辆燃料电池车行驶30000公里,全程没有故障。
1981年日本制定了“月光计划”开始进行燃料电池的研究;1991年日本电力公司成功地建成1MW PAFC发电站;1986年日本电子综合研究所研制出500W管式固体氧化物燃料电池;1987年日本东京电力公司研制出1000W管式氧化物燃料电池,并能连续运行1000h;1990年日本电力公司研制出了406W板式固体氧化物燃料电池电极;1992年日本以丰田公司为代表的汽车公司开始研制氢燃料电池车;2011年日本已经建成SOFC家用热供联供电站。目前,日本在氢燃料电池方面占有绝对的优势,在氢燃料电池方面的专利数超过1500项,遥遥领先于其他国家。
美国、日本、欧盟等发达国家都斥以巨资开发大型燃料电池,各等级的燃料电池发电厂也在一些发达国家相继建成,至今为止,在发达国家燃料发电已经进入了工业化规模应用阶段。