（一）燃料電池是一種能效轉(zhuǎn)換率高、清潔可靠的新興動力

燃料電池是是一種不經(jīng)過燃燒過程直接以電化學(xué)反應(yīng)方式將燃料如氫氣、天然氣等和氧化劑中的化學(xué)能直接轉(zhuǎn)化為電能的高效發(fā)電裝置，是繼水力發(fā)電、火力發(fā)電、化學(xué)發(fā)電之后第四種發(fā)電方式。燃料電池可以持續(xù)發(fā)電，且生成物主要是水，基本上不排放有害氣體，因此更加清潔環(huán)保。

燃料電池通過電化學(xué)方式取得能量

燃料電池是直接發(fā)電的原理

與目前在發(fā)電廠和乘用車廣泛使用的以燃燒為基礎(chǔ)的技術(shù)相比，燃料電池?fù)碛泻芏鄡?yōu)勢。由于其沒有傳統(tǒng)熱機(jī)卡諾循環(huán)的限制，具有遠(yuǎn)高于內(nèi)燃機(jī)30%-35%的能源轉(zhuǎn)換效率，燃料電池最高能效轉(zhuǎn)化率超過60%，且具備污染低、無機(jī)械震動、噪音低、能適應(yīng)不同功率要求、可連續(xù)性發(fā)電、可靠性高等優(yōu)勢性能。

傳統(tǒng)火力發(fā)電總能源轉(zhuǎn)換效率只有25%

部分燃料電池總能源轉(zhuǎn)換效率可達(dá)60%

燃料電池有廣泛的應(yīng)用，主流應(yīng)用包括交通運(yùn)輸、電源及特種應(yīng)用等。固定電源如為城市工業(yè)區(qū)、商業(yè)區(qū)、住宅、邊遠(yuǎn)地區(qū)及孤立海島、輪船離岸應(yīng)用供電市場目前占比最大；備用電源是美國發(fā)展最快的應(yīng)用之一，這里燃料電池用于大型通信設(shè)備、數(shù)據(jù)中心和家庭的備用電源；特種航天應(yīng)用是歷史最悠久的燃料電池應(yīng)用之一，用作宇宙飛船、人造衛(wèi)星、空間站等航天系統(tǒng)的能源供應(yīng)。

汽車燃料電池領(lǐng)域，近年來，在政府扶持、豐田等廠商拉動、系統(tǒng)成本下降等因素帶動下，汽車燃料電池應(yīng)用開始爆發(fā)。

（二）燃料電池的歷史來源及發(fā)展歷程

1838年

燃料電池的原理由德國化學(xué)家尚班（ChristianFriedrichSch?nbein）提出，并刊登在當(dāng)時著名的科學(xué)雜志。

1839年

英國物理學(xué)家威廉葛洛夫把刊登燃料電池理論，其后又把燃料電池設(shè)計(jì)草圖于1842年刊登。

到20世紀(jì)50年代以前

燃料電池一直處于理論與應(yīng)用基礎(chǔ)的研究階段。燃料電池理論和類型也不斷豐富，1952年英國劍橋大學(xué)的Bacon用高壓氫氧制成了具有實(shí)用功率水平的燃料電池。在此前期間，GE（通用電氣）資助了PEMFC質(zhì)子交換膜燃料電池的研究。

20世紀(jì)60年代

由于載人航天對于大功率、高比功率與高比能量電池的迫切需求，燃料電池才引起一些國家與特種部門的高度重視。美國NASA（國家特種航天局）的Apollo登月計(jì)劃中就是采用燃料電池為太空船提供電力和飲用水的，是美國聯(lián)合技術(shù)公司的UTCPower通過引進(jìn)培根專利，成功研制了Apollo登月飛船的主電源——Bacon型中溫氫氧燃料電池，雙子星宇宙飛船(1965)也采用了通用的PEMFC為主電源。再此之后，氫氧燃料電池廣泛應(yīng)用于宇航領(lǐng)域，同時，兆瓦級的磷

酸燃料電池也研制成功，可見，燃料電池在當(dāng)時已是一種被驗(yàn)證的相對成熟的技術(shù)。

20世紀(jì)70-80年代

能源危機(jī)和航天軍備競賽大大推動了燃料電池的發(fā)展。以美國為首的發(fā)達(dá)國家開始大力支持民用燃料電池的開發(fā)，至今還有數(shù)百臺當(dāng)時投資的PC25（200千瓦）磷酸燃料電池電站在世界各地運(yùn)行。此后，各種小功率燃料電池也開始在宇航、特種、交通等各個領(lǐng)域中得到應(yīng)用。

20世紀(jì)90年代至今

人類日益關(guān)注環(huán)境保護(hù)。以質(zhì)子交換膜燃料電池為動力的電動汽車、直接甲醇燃料電池的便攜式移動電源、高溫燃料電池電站、用于特種和航天器的燃料電池等蓬勃發(fā)展。

（三）燃料電池的應(yīng)用已經(jīng)較為廣泛

燃料電池有三大類主要市場：固定電源、交通運(yùn)輸和便攜式電源。

固定電源應(yīng)用是目前最大的市場固定電源市場包括所有的在固定的位置運(yùn)行的作為主電源、備用電源或者熱電聯(lián)產(chǎn)的燃料電池，比如分布式發(fā)電及余熱供熱等。固定燃料電池被用于商業(yè)、工業(yè)及住宅主要和備份能發(fā)電，它還可以作為動力源可以安裝在片源遠(yuǎn)位置，如航天器、遠(yuǎn)端氣象站、大型公園及游樂園、通訊中心、農(nóng)村及偏遠(yuǎn)地帶，對于一些科學(xué)研究站和某些特種應(yīng)用非常重要。固定電源應(yīng)用在燃料電池主流應(yīng)用中占比最大，其中美國市場目滲透率略高，大型企業(yè)的數(shù)據(jù)中心使用量呈較明顯的上升趨勢。

除用于發(fā)電之外，熱電聯(lián)產(chǎn)（CHP）燃料電池系統(tǒng)還可以同時為工業(yè)或家庭供電和供熱。

燃料電池具備多種主流應(yīng)用

電動汽車等應(yīng)用

2、交通動力應(yīng)用是目前關(guān)注度最高的燃料電池應(yīng)用領(lǐng)域

交通運(yùn)輸市場包括為乘用車、巴士/客車、叉車以及其他以燃料電池作為動力的車輛提供的燃料電池，例如特種車輛、物料搬運(yùn)設(shè)備和越野車輛的輔助供電裝置等。

汽車用燃料電池作為動力系統(tǒng)是目前關(guān)注度最高的應(yīng)用領(lǐng)域。這是目前是爆發(fā)最迅猛，也是關(guān)注度最高的應(yīng)用領(lǐng)域。

燃料電池為動力的叉車是燃料電池在工業(yè)應(yīng)用內(nèi)最大的部門之一。用于材料搬運(yùn)的大多數(shù)燃料電池是質(zhì)子交換膜燃料電池提供動力，但也有一些直接甲醇燃料叉車進(jìn)入市場。目前正在運(yùn)營的燃料電池車隊(duì)有大量的公司，包括聯(lián)邦快遞貨運(yùn)、西斯科食品、GENCO、H-E-B雜貨店等。

便攜式電源市場包括非固定安裝的或者移動設(shè)備中使用的燃料電池，目前相比鋰電池的優(yōu)勢并不明顯，因此市場滲透不快。