固体高分子燃料电池

固体高分子燃料电池（PEFC），是美日等发达国家竞相开发的技术，日本将此项开发列入通产省的新日光能源开发计划，从 2000 年开始，燃料电池的普及准备工作加紧进行。该项目涉及材料、设备的开发及系统评价等诸多方面，适应汽车电源、移动电源及家庭辅助电源等的广泛需求。从长远看，PEFC可能成为未来氢能社会的核心。

简介固体高分子燃料电池具有高效率和良好的环保性，在家庭，单位以及汽车等领域拥有广泛的应用前景。东芝国际燃料电池公司（TIFC）开发成功了 1kW 级家用系列，发电功率达到了 35% 的商用标准。除此以外，东芝还开发了一个 5kW级的商用系统。为开发全球市场，针对燃料多样化，该系统采用了部分氧化改良方式，从起动到开始发电控制在9 分钟之内，大大缩短了起动时间。东芝国际燃料电池公司（株式会社）作为商用氧化电池技术的生产基地，同时致力于起动温度低、输出密度高的固体高分子形燃料电池系统的开发1。

固体高分子燃料电池系统燃料电池系统可与电力供应系统相连，可以一边监控系统的受电电力；一边在保证不发生逆流的情况下，以最大、最有效地为家庭系统提供电力。而排出的热量又将以60℃的温水储存在储水槽中，作为洗澡和厨房用热水加以利用。由于家用热水量需要很大，所以，可在水槽中热水不足的情况下不断利用辅助热源器来提供补充热水。辅助热源器可以是煤气热水器和使用夜间电力的电热水器等等。实际上，在实现经济运转方面（特别是有效地利用能源），燃料电池系统为高效、安全运行提供了广泛的空间1。

固体高分子燃料电池的特点1.电解质是高分子膜，不含液体，制作维修比较简便；

2.电池动作温度低 （-80℃），加热时间短；

3.单位电极面积电流较大，有利于电池的小型化2。

发展趋势1. 日本经济产业省通 过NEDO的工作，全面支持 PEFC的开发，有关PEFC的预算，2000年度约为44亿日元，2001年度为72亿日元，主要用于燃料电池普及基础准备工作，燃料电池系统实用化技术开发补助和固体高分子燃料电池发电技术的开发。PEFC系统的运转试验，由日本燃气协会于1999-2000年作为对NEDO的赞助工作实施。松下电器、三洋电机和松下电工试制的三个1kW, 级系统分别装于东京、大阪和东邦三个煤气分室与实验住宅相配合进行运转试验，早晨启动，晚上停止，试验发电和排热的基本功能。（发电效率DC 端约30%LHV）。

2.PEFC系统的开发者，不仅有燃料电池开发主流的电机厂，还有机械厂（三菱重工）、汽车厂（丰田及海外工厂（荏原 Ballard，Plug电力/久保田，H 电力/三井物产）等参与竞争。国内厂家1kW级的电热共生电源商品化的期限是 2004-2005 年。这基本上反映了国际上强手竞争的计划概况。从性能方面看，现在开发的燃料电池发电效率和目标值差距还较大。从系统水平看,2000年上半年,NEDO赞助的系统运转试验DC端的效率约30%，而2000年末各厂家的计划是35-40%。为达到 AC 输电端 35%的商品目标值，DC端效率应更高些，达43%左右，最好达到46%2。

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徐恒山 - 讲师 - 西北农林科技大学