燃料电池将面向多领域应用，但也将面临多个挑战.doc

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1、燃料电池将面向多领域应用，但也将面临多个挑战　　　　燃料电池是一种多年来一直在使用的能源，但从未成为主流。虽然它是一种绿色、清洁的能源，发电的副产品只有水，但它需要随时获得氢气供应。为以氢为燃料的电动汽车建立加氢站网络是一个世界性的挑战，其他技术也已经被用于为燃料电池到数据中心，甚至无人驾驶飞机提供能源。　　丰田一直是汽车氢燃料电池领域最强有力的倡导者，并在2016年推出的Mirai车型中采用了这项技术。采用燃料电池使Mirai的续航距离超过500公里，而传统电池驱动汽车的续航距离只有300公里。Mirai依靠燃料电池产

2、生高达650V的电压，从加压的燃料箱中吸取出氢，但由于缺乏配套的基础设施，Mirai的商业应用受到影响。今年3月，日本成为第一个具有100多个加氢站网络的国家，能够为这些氢燃料电池汽车提供燃料供应。早在2017年，本田和通用公司宣布合资计划来开发和生产燃料电池，德国汽车制造商戴姆勒的一家子公司也一直在针对汽车和其他应用（包括数据中心）开发这项技术。　　就基本原理而言，燃料电池是由一叠层质子交换膜（也称为聚合物电解质膜（PEM））构成，该质子交换膜使用铂催化剂将氢与氧结合，从而释放出能量，但没有与汽油或柴油发动机相关的有害

3、物排放。过去二十年来，许多公司，尤其是巴士制造商（其中氢燃料的较低成本能够具有更重大的意义）一直在开发燃料电池技术。随着越来越多的公共汽车转换到电力推进，使用燃料电池将变得更加可行，或者二者一起使用，甚至最终完全替代电池。这里举一个例子，BallardPowerSystems正在为加利福尼亚的Calstart提供其30kWFCveloCity-MD燃料电池模块，用于大洛杉矶地区的UPS运输车以减少空气污染。燃料电池也被用作车程扩展器（rangeextender），在未来五年将使1500辆UPS电动汽车有更多时间行驶在路上

4、。　　英国通过低排放车辆办公室（OLEV）也正在采取同样的做法，他们已经启动了2300万英镑的预算用于氢燃料运输计划（HydrogenTransportProgramme），目的是开发燃料电池技术并扩展加氢站网络。第一阶段是要提供高达900万英镑的投资，在2018/19年期间完成7个此类加氢站建设，以支持燃料电池汽车和货车。第二阶段将提供高达1400万英镑的资金，用于建设更多加氢站。这些数字突显了构建加氢站所需基础设施的成本。作为该项目的一部分，利物浦的ULEMCo已经开发了一款12kW燃料电池模块，可以集成到日产汽车的

5、电动汽车中，以扩大其续航里程。该系统位于日产e-NV200汽车的车顶部，因此不会减少装载空间，车顶上的功率模块将燃料电池连接到电池。对于1.6kg/天的加氢量，能够提供150英里的里程，使标准e-NV200汽车的续航里程可以翻倍。　　美国的Nuvera公司则在用Ballard的PEM堆栈来提高货车/公共汽车的续航里程。这家公司正在与BAESystems（主要从事设计将燃料电池和电池整合在一起的混合动力推进系统）合作，使直接以压缩天然气（CNG）为燃料运行的公交车的燃油经济性大致提高一倍。无人机市场的机遇　　燃料电池还可用

6、于使海上平台检查的无人飞行器（UAV）具备更远距离的航程，能够提供高质量的航空摄影、精确的农业数据、以及包裹交付等。IntelligentEnergy公司开发了一种重量较轻的燃料电池，可以实现基于电池无人机三倍的典型飞行时间，并具有添加燃料更快的额外优势。美国无人机运营商PINC正在将其用于库存机器人技术产品的一部分，该技术可实现空中实时库存跟踪。PINC空中无人机可以让企业使用无人机技术结合RFID传感器和摄像头来检查库存，而燃料电池则可以提供更长的工作时间，从而提高生产率水平。数据中心市场的可能性　　燃料电池也在用于

7、数据中心的能源管理。早在2012年，苹果公司就开始利用这一技术来帮助一个位于加州的数据中心供电。现在，戴姆勒及其子公司NuCellSys正在与梅赛德斯-奔驰研发部门（Mercedes-BenzResearch&Development）合作，加速燃料电池的应用扩展，以便能够以这种方式为更多数据中心供电。　　到2020年，美国的数据中心预计每年将消耗1400亿千瓦小时的电能，因而目前对这项技术的兴趣与日俱增。上述耗电量相当于约50个发电厂的年发电量，因此用氢燃料电池实现本地发电自然具有非常大的吸引力。　　微软还推出了一个数据

8、中心实验室，其中每个服务器机架都有自己的燃料电池供电。位于西雅图的先进能源实验室（AdvancedEnergyLab）将提供关于燃料电池如何整合到数据中心的信息和见解，从而能够很大程度地减少这些场合的能源消耗。在这种情况下使用的电池可以直接从天然气管线获得燃料，燃料电池安装在每个服务器机架的上方，并将气体供给电池以满