一、引言
隨著社會經(jīng)濟的發(fā)展，已有的能源和資源正在以越來越快的速度消耗，面對著化石燃料能源枯竭的嚴重挑戰(zhàn)，近年來世界各國紛紛把科技力量和資金轉(zhuǎn)向新能源的開發(fā)。能源和資源是人類賴以生存和發(fā)展的源泉。在新的能源領(lǐng)域中，潔凈無污染的氫能利用技術(shù)正在以驚人的速度發(fā)展，已引起工業(yè)界的熱切關(guān)注。
1.1氫能簡介
氫能是一種二次能源，它是通過一定方法從一次能源中提取出來的。作為能源，氫能具備以下特點：原料來源是水，儲量豐富，用之不竭；燃燒產(chǎn)物也是水，潔凈無污染；能夠?qū)崿F(xiàn)經(jīng)濟、高效的制取、貯存和輸送；具有廣泛的應用開發(fā)潛在價值；易于與電能、熱能、機械能等其它能量形式進行互相轉(zhuǎn)換。
1.2氫能的利用
氫能在宇航研究中具有廣闊的應用前景，如火箭發(fā)動機、氫內(nèi)燃機等。在民用工業(yè)領(lǐng)域，燃料電池近年來發(fā)展迅速。 燃料電池（FuelCell，FC）技術(shù)的最新發(fā)展及其誘人的前景，使全世界都看到氫作為能源的可行性和必然性。作為具有“無污染、高效率、適用廣、無噪聲、具有連續(xù)工作和積木化”等優(yōu)點的動力裝置——氫能燃料電池，將隨著制氫技術(shù)的進步和貯氫手段的完善，在 21世紀的能源舞臺上大展風采。二、氫能燃料電池
2.1二燃料電池的分類及應用
氫能燃料電池是指使用氫氣作為活性物質(zhì)，與氧氣（或空氣中的氧）發(fā)生電化學反應，在清潔的狀態(tài)下獲得直流電能的發(fā)電裝置。燃料電池依據(jù)電解質(zhì)的不同，分為堿性燃料電池（AFC）、磷酸型燃料電池（PAFC）、熔融碳酸鹽燃料電池（MCFC）、固體氧化物燃料電池（SOFC）及質(zhì)子交換膜燃料電池（PEMFC）。其中，AFC、PEMFC和 PAFC為低溫燃科電池；MCFC和 SOFC屬高溫燃料電池。 燃料電池的研究和應用正以極快的速度在發(fā)展。AFC已在宇航領(lǐng)域廣泛應用；PAFC是民用燃料電池的首選者，作為中型電源的應用進人了商業(yè)化階段；MCFC也已完成工業(yè)試驗階段；SOFC是未來大規(guī)模清潔發(fā)電站的優(yōu)選對象；PEMFC是最具前途的交通工具的動力，其在固定電站、電動車、軍用特種電源、可移動電源等方面都有廣闊的應用前景，尤其是電動車的最佳驅(qū)動電源。
2.2國內(nèi)外燃料電池的發(fā)展簡況
世界上幾乎所有的經(jīng)濟發(fā)達國家都在投巨資研究開發(fā)燃科電池技術(shù)。美國政府及眾多企業(yè)每年投資達數(shù)億美元，以UTC（聯(lián)合技術(shù)公司）及其派生出的IFC（國際燃料電池公司）技術(shù)最為先進。其他歐洲各國如德國、意大利、法國、荷蘭等以及中國、巴西、印度，韓國等世界各國，由政府或與企業(yè)界合作，也在燃科電池研究與應用上取得諸多進展。 我國早在50年代就開展燃料電池方面的研究，70年代曾興起第一次研究高潮，研究主要對象是航天用AFC。90年代初又掀起了第二次熱潮，這階段對PEMFC、MCFC、SOFC及生物電池開展研究，取得了一定成果。但總體來說，我國燃料電池研究與國外水平和實際應用均有相當大的距離，必須加快追趕的步伐。三、燃料電池汽車的開發(fā)研制
3.1研究背景及重要意義
空氣污染是現(xiàn)今中國許多城市在環(huán)境保護中困擾的主要問題，隨著國民經(jīng)濟的發(fā)展和人民生活質(zhì)量的提高，城市汽車數(shù)量迅速增加，使汽車排放尾氣對空氣污染的嚴重性，正日益受到關(guān)注和重視。因此，無污染氣體排放的“零排放”電動汽車成為解決環(huán)保和能源短缺等問題的發(fā)展方向，而以氫氣、空氣為原料經(jīng)過電化學反應產(chǎn)生電能的質(zhì)子膜燃料電池（PE M FC）汽車成為各國科學家的研究熱點。 氫能燃料電池汽車的發(fā)展，不僅在環(huán)境保護、生態(tài)平衡及人民身體素質(zhì)的提高等方面具有重要意義，且為我國的汽車工業(yè)發(fā)展提供了一個難得的機遇。由于燃料電池電動汽車的發(fā)展，世界汽車廠家將重排名次，我國就可以正好在空白的基礎(chǔ)上建設能滿足燃料電池汽車使用要求的氫燃料供應和加注設施，不會為淘汰原有的老設施而造成巨大浪費，從而在新技術(shù)的基礎(chǔ)上努力追趕。
3.2國內(nèi)外燃料電池汽車的技術(shù)進展
3.2.l國外燃料電池汽車的發(fā)展情況
近年燃料電池汽車的開發(fā)進展之大和商業(yè)化步伐之快確是有目共睹的，世界上主要汽車制造廠家及燃料電池公司幾乎無不卷入這場競爭中，發(fā)展之迅速，競爭之激烈，為世人矚目。加拿大巴拉德公司（Ballard），戴姆勒一奔馳公司（Daimler－Benz）及美國福特公司較早加入了PE M FC汽車開發(fā)研制的隊伍，由它們聯(lián)合組建的合資公司——DBB燃料電池發(fā)動機公司，計劃2005年向市場推出5－10萬輛質(zhì)子膜燃料電池動力汽車。 2002年1月，美國政府與通用汽車公司、福特汽車公司和克萊斯勒汽車公司聯(lián)合制定了名為“給汽車自由”的新計劃，加強資助有關(guān)汽車用燃料電池特別是氫燃料電池的研究開發(fā)。2003年，由D/C公司制造的3輛燃料電池公交車，在地處北極圈的冰島投入實際使用示范運營。前不久，美國通用汽車公司推出的5輛Hydrogen3型燃料電池汽車，首次采用碳纖維復合材料制成的儲罐高壓儲存氣態(tài)氫，可實現(xiàn)汽車連續(xù)行駛400km。 可見，燃料電池汽車技術(shù)在美、日、歐等發(fā)達國家和地區(qū)興起，構(gòu)建了這種汽車的廣闊消費市場。但從燃料電池汽車的本質(zhì)而言，發(fā)展中國家和地區(qū)對此也有強勁的需求，例如中國，就是推廣應用燃料電池汽車比較理想的場所之一。
我國在燃料電池汽車方面的研究開展較早，上世紀90年代初，許多科研院所就已經(jīng)開始研究和示范PEMFC及其在車上的應用。據(jù)不完全統(tǒng)計，到目前為止，我國已經(jīng)自行設計、制造、實驗了7輛不同型號的燃料電池樣車。目前，我國已經(jīng)開始“氫能的規(guī)模制備、儲運及相關(guān)燃料電池的基礎(chǔ)研究”（即氫能 973項目），正在進行“十五”氫能項目和“863”燃料電池汽車重大專項。 從人類可持續(xù)發(fā)展的角度出發(fā)，我國政府非常重視和支持燃料電池汽車技術(shù)的研究和開發(fā)。科技部從2001年開始組織實施以燃料電池汽車為重要內(nèi)容的“電動汽車重大科技專項”，作為12個國家重大科技專項之一，國家投人近9億元。2002年1月中國科學院在大連宣布啟動科技創(chuàng)新戰(zhàn)略行動計劃重大項目——大功率PEMFC發(fā)動機及氫源技術(shù)，負責研制的燃料電池發(fā)動機可能會裝備2008年北京奧運會綠色環(huán)保車隊。2003年3月，由中國政府、全球環(huán)境基金（GEF）和聯(lián)合國計劃開發(fā)署（UNDP）共同出資的“中國燃料電池公共汽車商業(yè)化示范”項目正式啟動實施，采用全球招標方式購置12輛燃料電池公共汽車，在北京和上海示范運行，預計運行160萬公里。 此外，國際氫能協(xié)會將于2003年10月在北京召開第M屆國際氫能高層論壇，屆時各國科學家將深人討論氫能的利用，不僅切磋技術(shù)而且從氫能發(fā)展戰(zhàn)略、政策、經(jīng)濟、標準、安全等全方位促進燃料車的商業(yè)化，推動氫能發(fā)展。
四、結(jié)束語
環(huán)境生態(tài)保護、節(jié)能和人類的可持續(xù)發(fā)展迫切要求清潔能源的開發(fā)利用，氫能燃料電池的進展給我們帶來了希望，以氫能燃料電池作為車用動力源開發(fā)的燃料電池汽車表現(xiàn)出廣闊的發(fā)展前景和強勁的發(fā)展勢頭。 在世界先進技術(shù)逐步嶄露頭角的同時，我國也及時抓住機遇，搭上了FC發(fā)展的飛速快車，并一步步縮小著我國汽車工業(yè)與世界強國的差距。北京的申奧成功，及之后上海的申博成功，為我國燃料電動轎車項目的開發(fā)帶來了一股強勁的東風?！澳茉础?、“汽車”、“環(huán)?！?，我們的目標是——“多贏”。十六大提出的“全面建設小康社會”的目標，無疑包含了對我國汽車工業(yè)發(fā)展的要求，而“清潔汽車”所扮演的角色就是這“重中之重”。這就需要政府官員和所有致力于該領(lǐng)域的人士共同努力，最終迎接人類氫能時代的到來。
（轉(zhuǎn)載）
