燃料电池的一些简单介绍

燃料电池的前景

便携式电子设备厂家多年来受LIB的困扰，苦于没有出路，汽车领域里燃料电池的曙光激发出开发小巧燃料电池，一发不可收拾。最先投入研究与开发的是欧美风险企业，日本便携式电子设备制造商跟随其后，紧追不舍，这些厂家参与燃料电池开发，心潮澎湃，各自大胆采用新材料，并且相继获得突破性进展，于2001年里分别发表小巧燃料电池试制品。日本便携式电子机器厂家普遍认为，小巧燃料电池已经达到可以取代LIB的水平。

技术

燃料电池研究与开发集中在四大技术方面：（1）电解质膜；（2）电极；（3）燃料；（4）系统结构。日美欧各厂家开发面向便携电子设备的燃料电池，尤其重视（1）～（3）方面的材料研究与开发，图2列出一些重要的燃料电池研究课题。

燃料电池中仅次于电解质膜的构件材料便是电极材料，通过它可提取出由甲醇溶液经过分解反应生成的H+（质子）和电子。在电极处的反应，Pt发挥催化作用。反应速度是与Pt粒子的表面成正比，所以力求Pt的粒子直径要小，争取每单位重量有更大的表面积。实践证明，Pt粒子的直径一小下来，会出现多个Pt颗粒凝聚而降低催化能力的问题。NEC公司基础研究所发现碳原子纳米锥状结构（CarbonNano-horn）上可附着2nm直径的Pt颗粒（Pt原子直径为0.3～0.4nm），并且Pt不含凝聚。于是，NEC利用CarbonNano-horn材料作为电极试制出以甲醇为燃料的燃料电池。

燃料电池汽车的车用储氢器必须具有较高的单位质量储氢密度。美能源部认为，车用高压储氢的单位质量密度至少应为6%，即每立方米储存60公斤氢气。为了满足汽车480公里续航能力的要求，一次需储氢大约4到7公斤。目前小型汽车的车用储氢方式大多采用高压储氢，工作压力为70兆帕（Mpa）的碳纤维储氢瓶是目前家用汽车的最佳选择，其售价大约为3000美元。研究人员正在致力于开发新的材料和制造工艺，以进一步降低储氢气瓶成本。目前正在进行的另一研究方向是，通过采用高表面积材料研究低压吸附储存氢气。