对于燃料电池的发展,大家有何高见?
燃料电池风起云涌,专家们对此有何看法!
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燃料电池培训
什么是燃料电池?
基本原理
燃料电池是一种把贮存在燃料和氧化剂中的化学能,等温地按电化学原理转化为电能的能量转换装置.燃料电池是由含催化剂的阳极、阴极和离子导电的电解质构成.燃料在阳极氧化,氧化剂在阴极还原,电子从阳极通过负载流向阴极构成电回路,产生电能而驱动负载工作.燃料电池与常规电池不同在于,它工作时需要连续不断地向电池内输入燃料和氧化剂通过电化学反应生成水,并释放出电能;只要保持燃料供应,电池就会不断工作提供电能.
产品特点
高效——它不通过热机过程,不受卡诺循环的限制,其能量转化效率在40-60%;如果实现热电联供,燃料的总利用率可高达80%以上.
环境友好——以纯氢为燃料时,燃料电池的化学反应物仅为水;以富氢气体为燃料时,其二氧化碳的排放量比热机过程减少40%以上,这对缓解地球的温室效应是十分重要的.
安静——燃料电池运动部件很少,工作时安静,噪声很低.
可靠性高——碱性燃料电池和磷酸燃料电池的运行均证明燃料电池的运行高度可靠,可作为各种应急电源和不间断电源使用.
产品应用
燃料电池既适宜用于集中发电,建造大、中型电站和区域性分散电站,也可用作各种规格的分散电源、电动车、不依赖空气推进的潜艇动力源和各种可移动电源,同时也可作为手机、笔记本电脑等供电的优选小型便携式电源.燃料电池产业的技术发展趋势,主要是在三个级别上针对不同的市场需求而齐头发展,100W~10KW电池面向民用,是移动基站、分立电源、潜艇、电动自行车、摩托车、游艇及场地车等的较佳动力源;10 KW~100KW电池是电动汽车的首选动力源,是整个燃料电池产业发展的方向;100KW以上电池是特殊条件下电站动力源,如军用、边远地区等用途.
什么是燃料电池?
基本原理
燃料电池是一种把贮存在燃料和氧化剂中的化学能,等温地按电化学原理转化为电能的能量转换装置.燃料电池是由含催化剂的阳极、阴极和离子导电的电解质构成.燃料在阳极氧化,氧化剂在阴极还原,电子从阳极通过负载流向阴极构成电回路,产生电能而驱动负载工作.燃料电池与常规电池不同在于,它工作时需要连续不断地向电池内输入燃料和氧化剂通过电化学反应生成水,并释放出电能;只要保持燃料供应,电池就会不断工作提供电能.
产品特点
高效——它不通过热机过程,不受卡诺循环的限制,其能量转化效率在40-60%;如果实现热电联供,燃料的总利用率可高达80%以上.
环境友好——以纯氢为燃料时,燃料电池的化学反应物仅为水;以富氢气体为燃料时,其二氧化碳的排放量比热机过程减少40%以上,这对缓解地球的温室效应是十分重要的.
安静——燃料电池运动部件很少,工作时安静,噪声很低.
可靠性高——碱性燃料电池和磷酸燃料电池的运行均证明燃料电池的运行高度可靠,可作为各种应急电源和不间断电源使用.
产品应用
燃料电池既适宜用于集中发电,建造大、中型电站和区域性分散电站,也可用作各种规格的分散电源、电动车、不依赖空气推进的潜艇动力源和各种可移动电源,同时也可作为手机、笔记本电脑等供电的优选小型便携式电源.燃料电池产业的技术发展趋势,主要是在三个级别上针对不同的市场需求而齐头发展,100W~10KW电池面向民用,是移动基站、分立电源、潜艇、电动自行车、摩托车、游艇及场地车等的较佳动力源;10 KW~100KW电池是电动汽车的首选动力源,是整个燃料电池产业发展的方向;100KW以上电池是特殊条件下电站动力源,如军用、边远地区等用途.
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@lxyb2003
燃料电池培训什么是燃料电池?基本原理 燃料电池是一种把贮存在燃料和氧化剂中的化学能,等温地按电化学原理转化为电能的能量转换装置.燃料电池是由含催化剂的阳极、阴极和离子导电的电解质构成.燃料在阳极氧化,氧化剂在阴极还原,电子从阳极通过负载流向阴极构成电回路,产生电能而驱动负载工作.燃料电池与常规电池不同在于,它工作时需要连续不断地向电池内输入燃料和氧化剂通过电化学反应生成水,并释放出电能;只要保持燃料供应,电池就会不断工作提供电能.产品特点高效——它不通过热机过程,不受卡诺循环的限制,其能量转化效率在40-60%;如果实现热电联供,燃料的总利用率可高达80%以上.环境友好——以纯氢为燃料时,燃料电池的化学反应物仅为水;以富氢气体为燃料时,其二氧化碳的排放量比热机过程减少40%以上,这对缓解地球的温室效应是十分重要的.安静——燃料电池运动部件很少,工作时安静,噪声很低.可靠性高——碱性燃料电池和磷酸燃料电池的运行均证明燃料电池的运行高度可靠,可作为各种应急电源和不间断电源使用.产品应用 燃料电池既适宜用于集中发电,建造大、中型电站和区域性分散电站,也可用作各种规格的分散电源、电动车、不依赖空气推进的潜艇动力源和各种可移动电源,同时也可作为手机、笔记本电脑等供电的优选小型便携式电源.燃料电池产业的技术发展趋势,主要是在三个级别上针对不同的市场需求而齐头发展,100W~10KW电池面向民用,是移动基站、分立电源、潜艇、电动自行车、摩托车、游艇及场地车等的较佳动力源;10KW~100KW电池是电动汽车的首选动力源,是整个燃料电池产业发展的方向;100KW以上电池是特殊条件下电站动力源,如军用、边远地区等用途.
产品分析:新一代燃料电池将引发电子产品设计之变革
在小型化、轻型化风潮兴起,便携式电子通讯产品大行其道的状况下,电池直接影响产品的使用时间及体积大小,甚至销售量.由于产品功能增加快速,对电力的需求越来越大,例如使用高密度锂离子电池的第三代手机通讯时间仅为100分钟,然而重量却因电池加大而增加至150克,在目前二次电池,已无法满足功能日益复杂化的电子产品的需求.因此,日前美日欧各国厂商皆积极投入新一代便携式电子通讯产品用燃料电池的开发中.
l 锂离子电池能量密度提升空间有限
据日本电池厂商估计,2001年度(2002年3月止)锂离子电池之全球市场规模为2,750亿日元,产量达5亿5000万只,已成为便携式电子通讯产品电源之主流,目前市场几乎全部为三洋、东芝、Sony等日商所垄断.
然而锂离子电池在1990年问世后,能量密度的提高,较之CPU速度、DRAM容量等,可谓十分缓慢,仅约为其每年10%的程度,且有逐年减少的倾向.此乃由于目前市面上产品之能量密度已达400Wh/l的水平,相当接近理论上500-600Wh/l的极限.因此,预估2004年以后能量密度提升速度将下降至每年5%.
以笔记本电脑为例,过去10年,由于处理器速度不断提高,耗电量已随之增加100倍之多,而相对锂离子电池的能量密度仅提高了3倍左右.由于电池技术发展明显落后,寻求其他替代技术,成为相关厂商迫切的课题.
l 燃料电池让产品设计自由度提高
燃料电池的原理,乃是利用燃料(一般采用甲醇)中,氧与氢的化学反应来产生电力,使用上与电池最大的不同是只需补充燃料、不需充电,所以称之为小型发电机或许更为贴切.理论上,燃料电池可无限次数使用,然而使用次数增加后,由于在电极上作为触媒的白金出现劣化,影响发电效率,因此燃料电池的使用寿命将视白金劣化速度而定.
而其最大优势是能量密度可达锂离子电池的10倍,体积重量则视燃料容器之外型与容量而定,因此应用电子产品设计上的限制将大幅降低,可望引发许多新的产品设计理念,产生质的变化.例如,由于其能量密度,能设计出更轻型产品.最大的变化是燃料补充的方式将可多样化发展,未来可连续使用50小时以上的笔记本电脑,待机1个月以上的手机,甚至以喝水(燃料)方式补充能量的机器人都是可以预见的.
而目前的Motorola即试使用燃料电池的手机,效仿钢笔墨水管设计方式,补充燃料时只需抽换像墨水管之燃料容量即可.因此厂商开发重点除电极、薄膜等关键原材料外,系统产品构造的重新设计也是重要环节.
l 便携式电子产品将是燃料电池市场成长的驱动力
在环保与节约能源的考虑下,燃料电池应用在汽车及住宅上的实验已进行一段时间,由于在耐用性及安全性的验证相当费时,离普及阶段仍有相当的差距.预估计输出功率需达几十kW的车用燃料电池的批量生产化,将在2010年左右.便携式电子产品用燃料电池,以电力瓦数为计算基础,虽比不上家用与车用,但从数量来看则超出许多,加上需求迫切,厂商投入积极,目前已有多家厂商生产此类产品.便携式电子产品用燃料电池开发速度之所以后来居上,可望成为市场成长之主要驱动力的原因,除厂商积极投入外,还有下列几点:
(1) 由于输出功率较小,要求使用寿命较短、电解质膜与电极技术层次亦较低,开发时间可缩短.
(2) 电子通讯产品生命周期短,几乎每半年即有新产品推出,有像汽车大致4年才会进行改款,有助于新技术的发展与商品化.
(3) 由于输出功率仅需数W至数十W,电池本身小型化容易,成本亦可压低,一般认为批量生产后,应可与锂离子电池相当.
(4) 不需供应燃料的设施,小型燃料匣可通过便利商店等方法购买.
目前发展之关键在于相关材料的开发,尤其是电解质膜生平材料之,突破,预计若发展顺利2003-2004年即可商品化,2005年进入市场成长初期,可望填补车用与家用市场空白.野村研究所预计便携式电子产品用燃料电池市场规模,将由2005年的约140万只,在2010年增长到1亿只.
表1 主要便携式电子产品用燃料电池厂商概况
厂商名称 东芝 日立 Motorola Manhattan Scientifics, Inc(美国) Smart Fuel Cell(德国)
最近发表时间 2002.1 2001.10 2001.10 2001.10 2001.10
开发状况(试制品) PDA用,最高输出功率为8W,使用10ml的甲醇燃料,约可连续供电40小时 笔记本电脑用 便携式电子产品用,输出功率为100mW 手机用,最高输出功率为80 W 摄像机用,输出功率为25W,电压12V
商品化计划 最快2003年 2003-2004 未公开 2003年以后 2002年下半年
l Sony投入燃料电池开发具指标性意义
Sony于2001年夏季宣布将投入便携式电子产品用燃料电池开发试生产,引起业界一阵哗然.由于Sony在消费性电子(Walkman, AIBO等)及通讯(VAIO等)产品均负盛名.它是1990年第一家开发出锂离子电池,并率先成功应用于摄影机上的厂商.因此燃料电池的开发,对Sony而言是相当重要的战略性方向.
在小型化、轻型化风潮兴起,便携式电子通讯产品大行其道的状况下,电池直接影响产品的使用时间及体积大小,甚至销售量.由于产品功能增加快速,对电力的需求越来越大,例如使用高密度锂离子电池的第三代手机通讯时间仅为100分钟,然而重量却因电池加大而增加至150克,在目前二次电池,已无法满足功能日益复杂化的电子产品的需求.因此,日前美日欧各国厂商皆积极投入新一代便携式电子通讯产品用燃料电池的开发中.
l 锂离子电池能量密度提升空间有限
据日本电池厂商估计,2001年度(2002年3月止)锂离子电池之全球市场规模为2,750亿日元,产量达5亿5000万只,已成为便携式电子通讯产品电源之主流,目前市场几乎全部为三洋、东芝、Sony等日商所垄断.
然而锂离子电池在1990年问世后,能量密度的提高,较之CPU速度、DRAM容量等,可谓十分缓慢,仅约为其每年10%的程度,且有逐年减少的倾向.此乃由于目前市面上产品之能量密度已达400Wh/l的水平,相当接近理论上500-600Wh/l的极限.因此,预估2004年以后能量密度提升速度将下降至每年5%.
以笔记本电脑为例,过去10年,由于处理器速度不断提高,耗电量已随之增加100倍之多,而相对锂离子电池的能量密度仅提高了3倍左右.由于电池技术发展明显落后,寻求其他替代技术,成为相关厂商迫切的课题.
l 燃料电池让产品设计自由度提高
燃料电池的原理,乃是利用燃料(一般采用甲醇)中,氧与氢的化学反应来产生电力,使用上与电池最大的不同是只需补充燃料、不需充电,所以称之为小型发电机或许更为贴切.理论上,燃料电池可无限次数使用,然而使用次数增加后,由于在电极上作为触媒的白金出现劣化,影响发电效率,因此燃料电池的使用寿命将视白金劣化速度而定.
而其最大优势是能量密度可达锂离子电池的10倍,体积重量则视燃料容器之外型与容量而定,因此应用电子产品设计上的限制将大幅降低,可望引发许多新的产品设计理念,产生质的变化.例如,由于其能量密度,能设计出更轻型产品.最大的变化是燃料补充的方式将可多样化发展,未来可连续使用50小时以上的笔记本电脑,待机1个月以上的手机,甚至以喝水(燃料)方式补充能量的机器人都是可以预见的.
而目前的Motorola即试使用燃料电池的手机,效仿钢笔墨水管设计方式,补充燃料时只需抽换像墨水管之燃料容量即可.因此厂商开发重点除电极、薄膜等关键原材料外,系统产品构造的重新设计也是重要环节.
l 便携式电子产品将是燃料电池市场成长的驱动力
在环保与节约能源的考虑下,燃料电池应用在汽车及住宅上的实验已进行一段时间,由于在耐用性及安全性的验证相当费时,离普及阶段仍有相当的差距.预估计输出功率需达几十kW的车用燃料电池的批量生产化,将在2010年左右.便携式电子产品用燃料电池,以电力瓦数为计算基础,虽比不上家用与车用,但从数量来看则超出许多,加上需求迫切,厂商投入积极,目前已有多家厂商生产此类产品.便携式电子产品用燃料电池开发速度之所以后来居上,可望成为市场成长之主要驱动力的原因,除厂商积极投入外,还有下列几点:
(1) 由于输出功率较小,要求使用寿命较短、电解质膜与电极技术层次亦较低,开发时间可缩短.
(2) 电子通讯产品生命周期短,几乎每半年即有新产品推出,有像汽车大致4年才会进行改款,有助于新技术的发展与商品化.
(3) 由于输出功率仅需数W至数十W,电池本身小型化容易,成本亦可压低,一般认为批量生产后,应可与锂离子电池相当.
(4) 不需供应燃料的设施,小型燃料匣可通过便利商店等方法购买.
目前发展之关键在于相关材料的开发,尤其是电解质膜生平材料之,突破,预计若发展顺利2003-2004年即可商品化,2005年进入市场成长初期,可望填补车用与家用市场空白.野村研究所预计便携式电子产品用燃料电池市场规模,将由2005年的约140万只,在2010年增长到1亿只.
表1 主要便携式电子产品用燃料电池厂商概况
厂商名称 东芝 日立 Motorola Manhattan Scientifics, Inc(美国) Smart Fuel Cell(德国)
最近发表时间 2002.1 2001.10 2001.10 2001.10 2001.10
开发状况(试制品) PDA用,最高输出功率为8W,使用10ml的甲醇燃料,约可连续供电40小时 笔记本电脑用 便携式电子产品用,输出功率为100mW 手机用,最高输出功率为80 W 摄像机用,输出功率为25W,电压12V
商品化计划 最快2003年 2003-2004 未公开 2003年以后 2002年下半年
l Sony投入燃料电池开发具指标性意义
Sony于2001年夏季宣布将投入便携式电子产品用燃料电池开发试生产,引起业界一阵哗然.由于Sony在消费性电子(Walkman, AIBO等)及通讯(VAIO等)产品均负盛名.它是1990年第一家开发出锂离子电池,并率先成功应用于摄影机上的厂商.因此燃料电池的开发,对Sony而言是相当重要的战略性方向.
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@goodluck1468
产品分析:新一代燃料电池将引发电子产品设计之变革在小型化、轻型化风潮兴起,便携式电子通讯产品大行其道的状况下,电池直接影响产品的使用时间及体积大小,甚至销售量.由于产品功能增加快速,对电力的需求越来越大,例如使用高密度锂离子电池的第三代手机通讯时间仅为100分钟,然而重量却因电池加大而增加至150克,在目前二次电池,已无法满足功能日益复杂化的电子产品的需求.因此,日前美日欧各国厂商皆积极投入新一代便携式电子通讯产品用燃料电池的开发中.l锂离子电池能量密度提升空间有限 据日本电池厂商估计,2001年度(2002年3月止)锂离子电池之全球市场规模为2,750亿日元,产量达5亿5000万只,已成为便携式电子通讯产品电源之主流,目前市场几乎全部为三洋、东芝、Sony等日商所垄断.然而锂离子电池在1990年问世后,能量密度的提高,较之CPU速度、DRAM容量等,可谓十分缓慢,仅约为其每年10%的程度,且有逐年减少的倾向.此乃由于目前市面上产品之能量密度已达400Wh/l的水平,相当接近理论上500-600Wh/l的极限.因此,预估2004年以后能量密度提升速度将下降至每年5%.以笔记本电脑为例,过去10年,由于处理器速度不断提高,耗电量已随之增加100倍之多,而相对锂离子电池的能量密度仅提高了3倍左右.由于电池技术发展明显落后,寻求其他替代技术,成为相关厂商迫切的课题.l燃料电池让产品设计自由度提高燃料电池的原理,乃是利用燃料(一般采用甲醇)中,氧与氢的化学反应来产生电力,使用上与电池最大的不同是只需补充燃料、不需充电,所以称之为小型发电机或许更为贴切.理论上,燃料电池可无限次数使用,然而使用次数增加后,由于在电极上作为触媒的白金出现劣化,影响发电效率,因此燃料电池的使用寿命将视白金劣化速度而定.而其最大优势是能量密度可达锂离子电池的10倍,体积重量则视燃料容器之外型与容量而定,因此应用电子产品设计上的限制将大幅降低,可望引发许多新的产品设计理念,产生质的变化.例如,由于其能量密度,能设计出更轻型产品.最大的变化是燃料补充的方式将可多样化发展,未来可连续使用50小时以上的笔记本电脑,待机1个月以上的手机,甚至以喝水(燃料)方式补充能量的机器人都是可以预见的.而目前的Motorola即试使用燃料电池的手机,效仿钢笔墨水管设计方式,补充燃料时只需抽换像墨水管之燃料容量即可.因此厂商开发重点除电极、薄膜等关键原材料外,系统产品构造的重新设计也是重要环节.l便携式电子产品将是燃料电池市场成长的驱动力在环保与节约能源的考虑下,燃料电池应用在汽车及住宅上的实验已进行一段时间,由于在耐用性及安全性的验证相当费时,离普及阶段仍有相当的差距.预估计输出功率需达几十kW的车用燃料电池的批量生产化,将在2010年左右.便携式电子产品用燃料电池,以电力瓦数为计算基础,虽比不上家用与车用,但从数量来看则超出许多,加上需求迫切,厂商投入积极,目前已有多家厂商生产此类产品.便携式电子产品用燃料电池开发速度之所以后来居上,可望成为市场成长之主要驱动力的原因,除厂商积极投入外,还有下列几点:(1)由于输出功率较小,要求使用寿命较短、电解质膜与电极技术层次亦较低,开发时间可缩短.(2)电子通讯产品生命周期短,几乎每半年即有新产品推出,有像汽车大致4年才会进行改款,有助于新技术的发展与商品化.(3)由于输出功率仅需数W至数十W,电池本身小型化容易,成本亦可压低,一般认为批量生产后,应可与锂离子电池相当.(4)不需供应燃料的设施,小型燃料匣可通过便利商店等方法购买.目前发展之关键在于相关材料的开发,尤其是电解质膜生平材料之,突破,预计若发展顺利2003-2004年即可商品化,2005年进入市场成长初期,可望填补车用与家用市场空白.野村研究所预计便携式电子产品用燃料电池市场规模,将由2005年的约140万只,在2010年增长到1亿只.表1 主要便携式电子产品用燃料电池厂商概况厂商名称 东芝日立MotorolaManhattan Scientifics, Inc(美国)Smart Fuel Cell(德国)最近发表时间2002.12001.102001.102001.102001.10开发状况(试制品)PDA用,最高输出功率为8W,使用10ml的甲醇燃料,约可连续供电40小时笔记本电脑用便携式电子产品用,输出功率为100mW手机用,最高输出功率为80 W摄像机用,输出功率为25W,电压12V商品化计划最快2003年2003-2004未公开2003年以后2002年下半年lSony投入燃料电池开发具指标性意义Sony于2001年夏季宣布将投入便携式电子产品用燃料电池开发试生产,引起业界一阵哗然.由于Sony在消费性电子(Walkman, AIBO等)及通讯(VAIO等)产品均负盛名.它是1990年第一家开发出锂离子电池,并率先成功应用于摄影机上的厂商.因此燃料电池的开发,对Sony而言是相当重要的战略性方向.
最大的障碍不是技术,而是价格
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