氢燃料电池行业研究

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1、目录1、氢燃料电池概况21.1燃料电池概念21.2燃料电池分类21.3燃料电池优势22、氢燃料电池产业链解析33、氢燃料电池市场细分53.1固定领域63.2交通运输领域73.2.1核心应用：叉车73.3.2燃料电池车的产业化83.2.3燃料电池车未来发展93.3便携式领域94、相关企业10氢燃料电池行业分析1、氢燃料电池概况1.1燃料电池概念燃料电池，是一种主要通过氧或者其他氧化剂进行氢化还原反应，把燃料中的化学能转化为电能的电池。即使用氢气作为燃料，利用电解水的逆反应产电的一种燃料电池。其工作原理是：将氢气送到

2、电池的阳极板，通过催化剂的作用，氢原子变成一个正电荷的氢离子和一个负电荷的电子，其中氢离子通过电解质达到阴极板，而电子不能通过电解质，而只能通过外部电路形成电流。电子到达阴极板后，与氢原子和氢离子重新结合为水。1.2燃料电池分类燃料电池有多种类型，但是它们都有相同的工作模式。他们主要由三个相邻区段组成：阳极、电解质和阴极。两个化学反应发生在三个不同区段的借口之间。两种反应的净结果是燃料的消耗、水或者二氧化碳的产生，和电流的产生，可以直接用于电力设备。燃料电池按燃料类型可分为直接型、间接型和再生型；按电解质种类又可

3、分为碱性染料电池（AFC）、磷酸盐型燃料电池（PAFC）、熔融碳酸盐型燃料电池（MCFC）、固化氧化物型燃料电池（SOFC）和质子交换膜燃料电池（PEMFC）。燃料电池按电解质种类分类类型碱性燃料（AFC）磷酸盐型（PAFC）碳酸盐型（SOFC）固体氧化物（SOFC）气质交换膜（PEMFC）燃料纯氢氢气氢气、煤气、天然气、沼气等氢气、煤气、天然气、沼气等氢气、甲醇氧化剂纯氧空气、氧气空气、氧气空气、氧气空气、氧气电解质氢氧化钾磷酸盐基质碳酸锂、碳酸钠、碳酸基质稳定氧化锆等薄膜或薄板聚合物膜催化剂无铂无无铂工作温度

4、9-100190-200600-700700-100080-100水管理蒸发排水蒸发排水气态水气态水蒸发排水+动力排水发电效率60%40%45%-50%60%固定式35%运输60%发电能力10-100kw1kw-100kw100-400kw300kw-3mw1kw-2mw用途太空用电源、军用电源分布式发电、废水处理厂、医院、应急电源分布式发电、电力公司辅助电源、电力公司、分布式发电备用电器、移动电源、分布式发电、运输、特种车辆数据来源：《燃料电池》1.3燃料电池优势氢燃料电池阴极板供给的氧可直接从空气中获得，因此

5、仅需不断给阳极板供应氢气并及时把水带走，氢燃料电池就可以不断提供电能。相对于其他能源，氢燃料电池的发电过程无污染、能量转换效率高，且其燃料氢气来源广泛，可再生。燃料电池主要优势列表无污染燃料电池属于清洁能源的一部分，由于其反应过程就是无污染的水反应，反应过程不会产生污染物，其主要污染物来自于燃料，可能存在氮氧化物等污染。相对于普通火力发电的空气污染以及传统电池的重金属污染而言，燃料电池对环境的污染程度远远降低。而氢燃料电池，其燃料为纯净无污染的氢气，相对其他燃料而言，废气中也不存在污染物。可以说，氢燃料电池就是一

6、个能真正实现零污染的环保能源。高效的能量转换效率燃料电池的发电效率也处于较高水平。在各种发电方式中，传统火力发电效率在30%左右，远低于燃料电池平均的40%-60%效率。而在汽车领域的应用中，燃料电池的效率可达60%，也高于目前汽车普遍使用的内燃机效率。总体而言，燃料电池的能量转换效率在其类似替代能源中都处于较高水平。燃料易获得氢是宇宙中最常见的元素，氢及其同位素占到了太阳总质量的84%，宇宙质量的75%都是氢。氢分子在地球上不是以天然的气体存在，大部分氢结合氧存在水中，可以说水资源在一定程度上代表了氢能的储存量

7、。比较于传统内燃机，氢燃料最大的优势就是无排放（排放为纯水），同时稳定性高、可以持续工作，出现故障的概率较低；比较与锂离子电池等电动车，其最大的优势就是功率密度高，不需要装载笨重的电池系统。但是燃料电池的劣势也比较明显，首先是运行温度与能量转换效率成正比，但较高的运行温度限定了应用范围，同时无论是从燃料电池本身的成本，还是从燃料成本上都还远远高于内燃车和锂离子电动车。所以燃料电池的应用领域一般都是针对稳定性、排放及空间要求高，但同时对于设备、燃料经济性要求较低的领域，PLUG的叉车概念就是最好的例证。2、氢燃料电

8、池产业链解析氢燃料电池主要包括电池组件和燃料两个部分。因此其上游主要是氢气供应以及电池零组件。氢气供应部分主要是为燃料氢气而准备的，主要流程包括氢气生产、输送和充气机。而电池零组件部分则主要生产燃料电池组、氢气存储设备和配件。中游则是将上述组装，形成一个完整的可投入使用的燃料电池系统，每种系统构成都依据其不同的应用领域而有所不同。下游的应用板块则主要包括了固定、交通运输和