燃料電池能直接將燃料和氧化劑中的化學(xué)能轉(zhuǎn)化為電能，無須燃燒，因此轉(zhuǎn)化效率可高達60%~80%，被認為是人類利用能源的終極形式。

但燃料電池目前還處在產(chǎn)業(yè)化前夕，全世界只有日本實現(xiàn)了家用燃料電池電站的商業(yè)化推廣，還沒有一個國家實現(xiàn)了車用燃料電池的商業(yè)化。

我國燃料電池領(lǐng)域唯一的院士、大連化物所研究員衣寶廉表示：燃料電池是氫能時代的能源系統(tǒng)，在不計成本的情況下，燃料電池的應(yīng)用已較為成熟，但是計成本的話，就出問題了。

衣寶廉認為，目前燃料電池研究的重點應(yīng)是發(fā)展催化劑技術(shù)、降低成本，突破燃料電池應(yīng)用瓶頸。

特種燃料電池已有實質(zhì)性應(yīng)用

衣寶廉指出，燃料電池在國民經(jīng)濟中真正得到應(yīng)用主要是在特種方面，如航天飛機和特種等方面取得了實質(zhì)性的應(yīng)用，其他方面都是示范階段。

一個最典型、最成功的例子就是阿波羅登月計劃中采用燃料電池作為飛船動力。美國剛剛退役的亞特蘭蒂斯號航天飛機也同樣應(yīng)用了燃料電池。這兩次都有3組電池，壞掉兩組還可以正常工作。

據(jù)衣寶廉介紹，這兩類電池都通過了航天實驗和1000小時無人實驗，可靠性很高，在飛行當中沒有出現(xiàn)事故。

還有一個成功應(yīng)用案例是德國的AIP特種，用燃料電池做動力，可以在水下待兩到三周。而一般的特種最多在水下兩天。并且，燃料電池特種沒有噪聲。德國目前已有6艘燃料電池特種，還有兩艘在建。據(jù)悉，在建的特種采用儲氫材料來代替高壓儲氣罐，性能有所提高。

民用示范穩(wěn)步推進

目前，美國、日本和中國的燃料電池車示范較多，并正在轉(zhuǎn)向混合動力增加二次電池以提高續(xù)航里程。通用、福特等世界幾大汽車公司都已宣布將在2015年實現(xiàn)燃料電池車的商業(yè)化。

值得一提的是，美國加州示范的UTC燃料電池車取得壽命突破，其壽命已經(jīng)達到了1萬小時，遠超過美國能源部5000小時的商業(yè)化目標。

在我國，經(jīng)過北京奧運會和上海世博會200余輛燃料電池車的示范，目前我國燃料電池車累計運行里程達10余萬公里，平均每輛車運行4500~5000公里。

衣寶廉認為：我們的燃料車通過兩個半五年計劃，基本上走到世界第一團隊的行列。

在燃料電池電站方面，日本領(lǐng)先于其他國家。日本生產(chǎn)的小型家用電源綜合效力可達70%~80%，2010年已售出1萬臺，2012年計劃售出2萬臺。

作為UPS不間斷電源的應(yīng)用，意大利最近有一項進展是把水和燃料電池連接，通過電解水為燃料電池提供氫氣和氧氣。衣寶廉認為，在無人區(qū)替代鉛酸電池和柴油機應(yīng)用，銷路應(yīng)該很廣。

另外衣寶廉還介紹，現(xiàn)在研發(fā)的熱點是固體氧化物電池。如德國西門子公司做了220千瓦的示范電站，已運行幾萬小時，但是由于成本很高，沒能實現(xiàn)產(chǎn)業(yè)化。現(xiàn)在科學(xué)家正在研究如何降低成本。衣寶廉認為，如果有突破，可能會在電站方面很有價值。

還有一種熔融碳酸鹽（MCFC）燃料電池電站，電池的制備技術(shù)在上世紀80年代末已經(jīng)很成熟，但是壽命只有2萬小時左右，達不到和火電站競爭的水平，目前處于停頓狀態(tài)。

催化劑是核心問題

總體看來，燃料電池作為宇宙飛船、航天飛機、牽引動力得到了成功應(yīng)用。燃料電池在汽車、電站、便攜式電源等民用領(lǐng)域進行了成功示范，但低成本、長壽命仍然是商業(yè)化面臨的瓶頸問題。現(xiàn)在的核心問題是催化劑。衣寶廉說。

燃料電池的催化劑需要用到貴金屬鉑，因此成本較高，況且我國并不產(chǎn)鉑金，需要從國外進口。

國際上，通用公司已經(jīng)做到第五代催化劑，計劃2015年鉑用量降到10克，到時候就可以不受貴金屬的限制，實現(xiàn)商業(yè)化。

豐田公司在催化劑成本控制方面也投入了很大精力，預(yù)計2015年每輛車售價5萬美元。這比現(xiàn)在的二次電池車還要便宜，但是最近聽說還拿不下來。衣寶廉透露。

衣寶廉表示，燃料電池轉(zhuǎn)為民用遇到的最大問題是成本與壽命的矛盾在追求低成本的同時，壽命也面臨很大的挑戰(zhàn)。他表示，國內(nèi)技術(shù)在不考慮成本的前提下，可靠性也可以做得很好。