燃料电池的发展历史
1839年， W1111am Grove爵士通过将水的电解过程逆转而发现了燃料电他的原理。他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，才使燃料电池技术重又提到议事日程上来。出于对能保护环境的能源供应的需求，激发了人们对燃料电池技术的兴趣。

燃料电池的原理
燃料电池是一个电化学系统。它将化学能直接转化为电能且废物排放量很低。燃料电池由3个主要部分组成：电能且废物排放量很低。燃料电池由3个主要部分组成：
燃料电极（正极）
电解液
空气／氧气电极（负极）
其工作原理是：从正极处的氢气中抽取电子（氢气被电化


学氧化掉，或称“燃烧掉了”）。这些负电子流到导电的正极，同时，余下的正原子（氢离子）通过电解液被送到负极。
在负极，离于与氧气发生反应并从负极吸收电子。这一反应的产品是电流、热量和水。图1给出了质子交换膜燃料电池（PEMFC）的功能图。图之给出的是典型的PEMFC的结构。
由于燃料电池不会燃烧出火焰，也没有旋转发电机，所以燃料的化学能直接转化为电能。这一过程具有许多重要的优点：
这一过程的电效率比任何其它形式的发电技术的电效率都高。
废气如SO2，NOx和CO的排放量极低。
由于燃料电池中无运动部件，燃料电池工作时很安静且无机械磨损。
电与热量可结合起来用（热电联产厂）。
燃料电池的工作特性可满足各种负荷水平要求。

燃料电池的类型
目前，有5种已知的燃料电池类型。其名称与采用的相应的电解质有关。
（1）碱性燃料电池（AFC）——采用氢氧化钾溶液作为电解液。
这种电解液效率很高（可达60一90％），但对影响纯度的杂质，如二氧化碳很敏感。因而运行中需采用纯态氢气和氧气。这一点限制了将其应用于宇宙飞行及国际工程等领域。

（2）质子交换膜燃料电池（PEMFC）采用极薄的塑料薄膜作为其电解质。这种电解质具有高功率一重量比和低工作温度。是适用于固定和移动装置的理想材料。
（3）磷酸燃料电池（PAFC）采用200℃高温下的磷酸作为其电解质。很适合用于分散式的热电联产系统。
（4）熔融碳酸燃料电池（MCFC）的工作温度可达650℃。这种电池的效率很高，但材料需求的要求也高。
（5）固志氧燃料电池（SOFC）采用的是固态电解质（钻
石氧化物），性能很好。他们需要采用相应的材料和过程处
理技术，因为电池的工作温度约为1000℃。

目前，一些研究机构正在进行燃料电池的开发与研究。但是，在国际公认的是，在过去的十年中， PEMFC技术已发展到实用阶段。然而，其工业化过程尚未成熟。而且还需做进一步努力以降低这种技术的成本。
燃料电池的应用
将来，在固定和移动式发电厂中采用燃料电池可以使对环境的污染减少到现有技术还不能达到的水平。这可用
于依赖常规能源的系统，这些常规能源包括石油、柴油甲醇或天然气等。汽车工业己选择了燃料电池作为未来的动
力来源以满足减少废气排放的要求。PEMFC采用了适当的技术规范，用在移动和固定式发电、动力系统都很合适。
热电联产系统（CHP）或热电联产电厂是为需要电力以及供热或制冷的用户而设计的。根据电厂和燃料的类型，
CHP的电效率约为35％。 CHP电厂的能源转换是一个四级过程，在此，燃料的化学能通过热能及机械能处理过程转
换为电能。燃料电池采用的是“冷燃烧”过程，直接式能量转换器将燃料电池的化学能转化为电与热。
市场研究表明对分散式发电的最大需求预计是在100到150kW的范围之间。在这个范围内，燃料电池提供了
最大的效率收益，电效率可高达40％ ；通过对热量输出的利用，单机效率可超过80％。此外，燃料电池具有出色的部分负荷特性、可靠性和静音无振动运行的方式，从环境角度来说是可接受的。用于PEMFC的天然气的碳含量很低，从而使二氧化碳排放量大大地减少了