（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，燃料電池擁有很多優(yōu)勢。由于其沒有傳統(tǒng)熱機卡諾循環(huán)的限制，具有遠高于內(nèi)燃機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60%

燃料電池有廣泛的應(yīng)用，主流應(yīng)用包括交通運輸、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)時已是一種被驗證的相對成熟的技術(shù)。

20世紀(jì)70-80年代

能源危機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。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位置，如航天器、遠端氣象站、大型公園及游樂園、通訊中心、農(nóng)村及偏遠地帶，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入市場。目前正在運營的燃料電池車隊有大量的公司，包括聯(lián)邦快遞貨運、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。