對于燃料電池的發展,大家有何高見?
燃料電池風起云涌,專家們對此有何看法!
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燃料電池培訓
什么是燃料電池?
基本原理
燃料電池是一種把貯存在燃料和氧化劑中的化學能,等溫地按電化學原理轉化為電能的能量轉換裝置.燃料電池是由含催化劑的陽極、陰極和離子導電的電解質構成.燃料在陽極氧化,氧化劑在陰極還原,電子從陽極通過負載流向陰極構成電回路,產生電能而驅動負載工作.燃料電池與常規電池不同在于,它工作時需要連續不斷地向電池內輸入燃料和氧化劑通過電化學反應生成水,并釋放出電能;只要保持燃料供應,電池就會不斷工作提供電能.
產品特點
高效——它不通過熱機過程,不受卡諾循環的限制,其能量轉化效率在40-60%;如果實現熱電聯供,燃料的總利用率可高達80%以上.
環境友好——以純氫為燃料時,燃料電池的化學反應物僅為水;以富氫氣體為燃料時,其二氧化碳的排放量比熱機過程減少40%以上,這對緩解地球的溫室效應是十分重要的.
安靜——燃料電池運動部件很少,工作時安靜,噪聲很低.
可靠性高——堿性燃料電池和磷酸燃料電池的運行均證明燃料電池的運行高度可靠,可作為各種應急電源和不間斷電源使用.
產品應用
燃料電池既適宜用于集中發電,建造大、中型電站和區域性分散電站,也可用作各種規格的分散電源、電動車、不依賴空氣推進的潛艇動力源和各種可移動電源,同時也可作為手機、筆記本電腦等供電的優選小型便攜式電源.燃料電池產業的技術發展趨勢,主要是在三個級別上針對不同的市場需求而齊頭發展,100W~10KW電池面向民用,是移動基站、分立電源、潛艇、電動自行車、摩托車、游艇及場地車等的較佳動力源;10 KW~100KW電池是電動汽車的首選動力源,是整個燃料電池產業發展的方向;100KW以上電池是特殊條件下電站動力源,如軍用、邊遠地區等用途.
什么是燃料電池?
基本原理
燃料電池是一種把貯存在燃料和氧化劑中的化學能,等溫地按電化學原理轉化為電能的能量轉換裝置.燃料電池是由含催化劑的陽極、陰極和離子導電的電解質構成.燃料在陽極氧化,氧化劑在陰極還原,電子從陽極通過負載流向陰極構成電回路,產生電能而驅動負載工作.燃料電池與常規電池不同在于,它工作時需要連續不斷地向電池內輸入燃料和氧化劑通過電化學反應生成水,并釋放出電能;只要保持燃料供應,電池就會不斷工作提供電能.
產品特點
高效——它不通過熱機過程,不受卡諾循環的限制,其能量轉化效率在40-60%;如果實現熱電聯供,燃料的總利用率可高達80%以上.
環境友好——以純氫為燃料時,燃料電池的化學反應物僅為水;以富氫氣體為燃料時,其二氧化碳的排放量比熱機過程減少40%以上,這對緩解地球的溫室效應是十分重要的.
安靜——燃料電池運動部件很少,工作時安靜,噪聲很低.
可靠性高——堿性燃料電池和磷酸燃料電池的運行均證明燃料電池的運行高度可靠,可作為各種應急電源和不間斷電源使用.
產品應用
燃料電池既適宜用于集中發電,建造大、中型電站和區域性分散電站,也可用作各種規格的分散電源、電動車、不依賴空氣推進的潛艇動力源和各種可移動電源,同時也可作為手機、筆記本電腦等供電的優選小型便攜式電源.燃料電池產業的技術發展趨勢,主要是在三個級別上針對不同的市場需求而齊頭發展,100W~10KW電池面向民用,是移動基站、分立電源、潛艇、電動自行車、摩托車、游艇及場地車等的較佳動力源;10 KW~100KW電池是電動汽車的首選動力源,是整個燃料電池產業發展的方向;100KW以上電池是特殊條件下電站動力源,如軍用、邊遠地區等用途.
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@lxyb2003
燃料電池培訓什么是燃料電池?基本原理 燃料電池是一種把貯存在燃料和氧化劑中的化學能,等溫地按電化學原理轉化為電能的能量轉換裝置.燃料電池是由含催化劑的陽極、陰極和離子導電的電解質構成.燃料在陽極氧化,氧化劑在陰極還原,電子從陽極通過負載流向陰極構成電回路,產生電能而驅動負載工作.燃料電池與常規電池不同在于,它工作時需要連續不斷地向電池內輸入燃料和氧化劑通過電化學反應生成水,并釋放出電能;只要保持燃料供應,電池就會不斷工作提供電能.產品特點高效——它不通過熱機過程,不受卡諾循環的限制,其能量轉化效率在40-60%;如果實現熱電聯供,燃料的總利用率可高達80%以上.環境友好——以純氫為燃料時,燃料電池的化學反應物僅為水;以富氫氣體為燃料時,其二氧化碳的排放量比熱機過程減少40%以上,這對緩解地球的溫室效應是十分重要的.安靜——燃料電池運動部件很少,工作時安靜,噪聲很低.可靠性高——堿性燃料電池和磷酸燃料電池的運行均證明燃料電池的運行高度可靠,可作為各種應急電源和不間斷電源使用.產品應用 燃料電池既適宜用于集中發電,建造大、中型電站和區域性分散電站,也可用作各種規格的分散電源、電動車、不依賴空氣推進的潛艇動力源和各種可移動電源,同時也可作為手機、筆記本電腦等供電的優選小型便攜式電源.燃料電池產業的技術發展趨勢,主要是在三個級別上針對不同的市場需求而齊頭發展,100W~10KW電池面向民用,是移動基站、分立電源、潛艇、電動自行車、摩托車、游艇及場地車等的較佳動力源;10KW~100KW電池是電動汽車的首選動力源,是整個燃料電池產業發展的方向;100KW以上電池是特殊條件下電站動力源,如軍用、邊遠地區等用途.
產品分析:新一代燃料電池將引發電子產品設計之變革
在小型化、輕型化風潮興起,便攜式電子通訊產品大行其道的狀況下,電池直接影響產品的使用時間及體積大小,甚至銷售量.由于產品功能增加快速,對電力的需求越來越大,例如使用高密度鋰離子電池的第三代手機通訊時間僅為100分鐘,然而重量卻因電池加大而增加至150克,在目前二次電池,已無法滿足功能日益復雜化的電子產品的需求.因此,日前美日歐各國廠商皆積極投入新一代便攜式電子通訊產品用燃料電池的開發中.
l 鋰離子電池能量密度提升空間有限
據日本電池廠商估計,2001年度(2002年3月止)鋰離子電池之全球市場規模為2,750億日元,產量達5億5000萬只,已成為便攜式電子通訊產品電源之主流,目前市場幾乎全部為三洋、東芝、Sony等日商所壟斷.
然而鋰離子電池在1990年問世后,能量密度的提高,較之CPU速度、DRAM容量等,可謂十分緩慢,僅約為其每年10%的程度,且有逐年減少的傾向.此乃由于目前市面上產品之能量密度已達400Wh/l的水平,相當接近理論上500-600Wh/l的極限.因此,預估2004年以后能量密度提升速度將下降至每年5%.
以筆記本電腦為例,過去10年,由于處理器速度不斷提高,耗電量已隨之增加100倍之多,而相對鋰離子電池的能量密度僅提高了3倍左右.由于電池技術發展明顯落后,尋求其他替代技術,成為相關廠商迫切的課題.
l 燃料電池讓產品設計自由度提高
燃料電池的原理,乃是利用燃料(一般采用甲醇)中,氧與氫的化學反應來產生電力,使用上與電池最大的不同是只需補充燃料、不需充電,所以稱之為小型發電機或許更為貼切.理論上,燃料電池可無限次數使用,然而使用次數增加后,由于在電極上作為觸媒的白金出現劣化,影響發電效率,因此燃料電池的使用壽命將視白金劣化速度而定.
而其最大優勢是能量密度可達鋰離子電池的10倍,體積重量則視燃料容器之外型與容量而定,因此應用電子產品設計上的限制將大幅降低,可望引發許多新的產品設計理念,產生質的變化.例如,由于其能量密度,能設計出更輕型產品.最大的變化是燃料補充的方式將可多樣化發展,未來可連續使用50小時以上的筆記本電腦,待機1個月以上的手機,甚至以喝水(燃料)方式補充能量的機器人都是可以預見的.
而目前的Motorola即試使用燃料電池的手機,效仿鋼筆墨水管設計方式,補充燃料時只需抽換像墨水管之燃料容量即可.因此廠商開發重點除電極、薄膜等關鍵原材料外,系統產品構造的重新設計也是重要環節.
l 便攜式電子產品將是燃料電池市場成長的驅動力
在環保與節約能源的考慮下,燃料電池應用在汽車及住宅上的實驗已進行一段時間,由于在耐用性及安全性的驗證相當費時,離普及階段仍有相當的差距.預估計輸出功率需達幾十kW的車用燃料電池的批量生產化,將在2010年左右.便攜式電子產品用燃料電池,以電力瓦數為計算基礎,雖比不上家用與車用,但從數量來看則超出許多,加上需求迫切,廠商投入積極,目前已有多家廠商生產此類產品.便攜式電子產品用燃料電池開發速度之所以后來居上,可望成為市場成長之主要驅動力的原因,除廠商積極投入外,還有下列幾點:
(1) 由于輸出功率較小,要求使用壽命較短、電解質膜與電極技術層次亦較低,開發時間可縮短.
(2) 電子通訊產品生命周期短,幾乎每半年即有新產品推出,有像汽車大致4年才會進行改款,有助于新技術的發展與商品化.
(3) 由于輸出功率僅需數W至數十W,電池本身小型化容易,成本亦可壓低,一般認為批量生產后,應可與鋰離子電池相當.
(4) 不需供應燃料的設施,小型燃料匣可通過便利商店等方法購買.
目前發展之關鍵在于相關材料的開發,尤其是電解質膜生平材料之,突破,預計若發展順利2003-2004年即可商品化,2005年進入市場成長初期,可望填補車用與家用市場空白.野村研究所預計便攜式電子產品用燃料電池市場規模,將由2005年的約140萬只,在2010年增長到1億只.
表1 主要便攜式電子產品用燃料電池廠商概況
廠商名稱 東芝 日立 Motorola Manhattan Scientifics, Inc(美國) Smart Fuel Cell(德國)
最近發表時間 2002.1 2001.10 2001.10 2001.10 2001.10
開發狀況(試制品) PDA用,最高輸出功率為8W,使用10ml的甲醇燃料,約可連續供電40小時 筆記本電腦用 便攜式電子產品用,輸出功率為100mW 手機用,最高輸出功率為80 W 攝像機用,輸出功率為25W,電壓12V
商品化計劃 最快2003年 2003-2004 未公開 2003年以后 2002年下半年
l Sony投入燃料電池開發具指標性意義
Sony于2001年夏季宣布將投入便攜式電子產品用燃料電池開發試生產,引起業界一陣嘩然.由于Sony在消費性電子(Walkman, AIBO等)及通訊(VAIO等)產品均負盛名.它是1990年第一家開發出鋰離子電池,并率先成功應用于攝影機上的廠商.因此燃料電池的開發,對Sony而言是相當重要的戰略性方向.
在小型化、輕型化風潮興起,便攜式電子通訊產品大行其道的狀況下,電池直接影響產品的使用時間及體積大小,甚至銷售量.由于產品功能增加快速,對電力的需求越來越大,例如使用高密度鋰離子電池的第三代手機通訊時間僅為100分鐘,然而重量卻因電池加大而增加至150克,在目前二次電池,已無法滿足功能日益復雜化的電子產品的需求.因此,日前美日歐各國廠商皆積極投入新一代便攜式電子通訊產品用燃料電池的開發中.
l 鋰離子電池能量密度提升空間有限
據日本電池廠商估計,2001年度(2002年3月止)鋰離子電池之全球市場規模為2,750億日元,產量達5億5000萬只,已成為便攜式電子通訊產品電源之主流,目前市場幾乎全部為三洋、東芝、Sony等日商所壟斷.
然而鋰離子電池在1990年問世后,能量密度的提高,較之CPU速度、DRAM容量等,可謂十分緩慢,僅約為其每年10%的程度,且有逐年減少的傾向.此乃由于目前市面上產品之能量密度已達400Wh/l的水平,相當接近理論上500-600Wh/l的極限.因此,預估2004年以后能量密度提升速度將下降至每年5%.
以筆記本電腦為例,過去10年,由于處理器速度不斷提高,耗電量已隨之增加100倍之多,而相對鋰離子電池的能量密度僅提高了3倍左右.由于電池技術發展明顯落后,尋求其他替代技術,成為相關廠商迫切的課題.
l 燃料電池讓產品設計自由度提高
燃料電池的原理,乃是利用燃料(一般采用甲醇)中,氧與氫的化學反應來產生電力,使用上與電池最大的不同是只需補充燃料、不需充電,所以稱之為小型發電機或許更為貼切.理論上,燃料電池可無限次數使用,然而使用次數增加后,由于在電極上作為觸媒的白金出現劣化,影響發電效率,因此燃料電池的使用壽命將視白金劣化速度而定.
而其最大優勢是能量密度可達鋰離子電池的10倍,體積重量則視燃料容器之外型與容量而定,因此應用電子產品設計上的限制將大幅降低,可望引發許多新的產品設計理念,產生質的變化.例如,由于其能量密度,能設計出更輕型產品.最大的變化是燃料補充的方式將可多樣化發展,未來可連續使用50小時以上的筆記本電腦,待機1個月以上的手機,甚至以喝水(燃料)方式補充能量的機器人都是可以預見的.
而目前的Motorola即試使用燃料電池的手機,效仿鋼筆墨水管設計方式,補充燃料時只需抽換像墨水管之燃料容量即可.因此廠商開發重點除電極、薄膜等關鍵原材料外,系統產品構造的重新設計也是重要環節.
l 便攜式電子產品將是燃料電池市場成長的驅動力
在環保與節約能源的考慮下,燃料電池應用在汽車及住宅上的實驗已進行一段時間,由于在耐用性及安全性的驗證相當費時,離普及階段仍有相當的差距.預估計輸出功率需達幾十kW的車用燃料電池的批量生產化,將在2010年左右.便攜式電子產品用燃料電池,以電力瓦數為計算基礎,雖比不上家用與車用,但從數量來看則超出許多,加上需求迫切,廠商投入積極,目前已有多家廠商生產此類產品.便攜式電子產品用燃料電池開發速度之所以后來居上,可望成為市場成長之主要驅動力的原因,除廠商積極投入外,還有下列幾點:
(1) 由于輸出功率較小,要求使用壽命較短、電解質膜與電極技術層次亦較低,開發時間可縮短.
(2) 電子通訊產品生命周期短,幾乎每半年即有新產品推出,有像汽車大致4年才會進行改款,有助于新技術的發展與商品化.
(3) 由于輸出功率僅需數W至數十W,電池本身小型化容易,成本亦可壓低,一般認為批量生產后,應可與鋰離子電池相當.
(4) 不需供應燃料的設施,小型燃料匣可通過便利商店等方法購買.
目前發展之關鍵在于相關材料的開發,尤其是電解質膜生平材料之,突破,預計若發展順利2003-2004年即可商品化,2005年進入市場成長初期,可望填補車用與家用市場空白.野村研究所預計便攜式電子產品用燃料電池市場規模,將由2005年的約140萬只,在2010年增長到1億只.
表1 主要便攜式電子產品用燃料電池廠商概況
廠商名稱 東芝 日立 Motorola Manhattan Scientifics, Inc(美國) Smart Fuel Cell(德國)
最近發表時間 2002.1 2001.10 2001.10 2001.10 2001.10
開發狀況(試制品) PDA用,最高輸出功率為8W,使用10ml的甲醇燃料,約可連續供電40小時 筆記本電腦用 便攜式電子產品用,輸出功率為100mW 手機用,最高輸出功率為80 W 攝像機用,輸出功率為25W,電壓12V
商品化計劃 最快2003年 2003-2004 未公開 2003年以后 2002年下半年
l Sony投入燃料電池開發具指標性意義
Sony于2001年夏季宣布將投入便攜式電子產品用燃料電池開發試生產,引起業界一陣嘩然.由于Sony在消費性電子(Walkman, AIBO等)及通訊(VAIO等)產品均負盛名.它是1990年第一家開發出鋰離子電池,并率先成功應用于攝影機上的廠商.因此燃料電池的開發,對Sony而言是相當重要的戰略性方向.
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@goodluck1468
產品分析:新一代燃料電池將引發電子產品設計之變革在小型化、輕型化風潮興起,便攜式電子通訊產品大行其道的狀況下,電池直接影響產品的使用時間及體積大小,甚至銷售量.由于產品功能增加快速,對電力的需求越來越大,例如使用高密度鋰離子電池的第三代手機通訊時間僅為100分鐘,然而重量卻因電池加大而增加至150克,在目前二次電池,已無法滿足功能日益復雜化的電子產品的需求.因此,日前美日歐各國廠商皆積極投入新一代便攜式電子通訊產品用燃料電池的開發中.l鋰離子電池能量密度提升空間有限 據日本電池廠商估計,2001年度(2002年3月止)鋰離子電池之全球市場規模為2,750億日元,產量達5億5000萬只,已成為便攜式電子通訊產品電源之主流,目前市場幾乎全部為三洋、東芝、Sony等日商所壟斷.然而鋰離子電池在1990年問世后,能量密度的提高,較之CPU速度、DRAM容量等,可謂十分緩慢,僅約為其每年10%的程度,且有逐年減少的傾向.此乃由于目前市面上產品之能量密度已達400Wh/l的水平,相當接近理論上500-600Wh/l的極限.因此,預估2004年以后能量密度提升速度將下降至每年5%.以筆記本電腦為例,過去10年,由于處理器速度不斷提高,耗電量已隨之增加100倍之多,而相對鋰離子電池的能量密度僅提高了3倍左右.由于電池技術發展明顯落后,尋求其他替代技術,成為相關廠商迫切的課題.l燃料電池讓產品設計自由度提高燃料電池的原理,乃是利用燃料(一般采用甲醇)中,氧與氫的化學反應來產生電力,使用上與電池最大的不同是只需補充燃料、不需充電,所以稱之為小型發電機或許更為貼切.理論上,燃料電池可無限次數使用,然而使用次數增加后,由于在電極上作為觸媒的白金出現劣化,影響發電效率,因此燃料電池的使用壽命將視白金劣化速度而定.而其最大優勢是能量密度可達鋰離子電池的10倍,體積重量則視燃料容器之外型與容量而定,因此應用電子產品設計上的限制將大幅降低,可望引發許多新的產品設計理念,產生質的變化.例如,由于其能量密度,能設計出更輕型產品.最大的變化是燃料補充的方式將可多樣化發展,未來可連續使用50小時以上的筆記本電腦,待機1個月以上的手機,甚至以喝水(燃料)方式補充能量的機器人都是可以預見的.而目前的Motorola即試使用燃料電池的手機,效仿鋼筆墨水管設計方式,補充燃料時只需抽換像墨水管之燃料容量即可.因此廠商開發重點除電極、薄膜等關鍵原材料外,系統產品構造的重新設計也是重要環節.l便攜式電子產品將是燃料電池市場成長的驅動力在環保與節約能源的考慮下,燃料電池應用在汽車及住宅上的實驗已進行一段時間,由于在耐用性及安全性的驗證相當費時,離普及階段仍有相當的差距.預估計輸出功率需達幾十kW的車用燃料電池的批量生產化,將在2010年左右.便攜式電子產品用燃料電池,以電力瓦數為計算基礎,雖比不上家用與車用,但從數量來看則超出許多,加上需求迫切,廠商投入積極,目前已有多家廠商生產此類產品.便攜式電子產品用燃料電池開發速度之所以后來居上,可望成為市場成長之主要驅動力的原因,除廠商積極投入外,還有下列幾點:(1)由于輸出功率較小,要求使用壽命較短、電解質膜與電極技術層次亦較低,開發時間可縮短.(2)電子通訊產品生命周期短,幾乎每半年即有新產品推出,有像汽車大致4年才會進行改款,有助于新技術的發展與商品化.(3)由于輸出功率僅需數W至數十W,電池本身小型化容易,成本亦可壓低,一般認為批量生產后,應可與鋰離子電池相當.(4)不需供應燃料的設施,小型燃料匣可通過便利商店等方法購買.目前發展之關鍵在于相關材料的開發,尤其是電解質膜生平材料之,突破,預計若發展順利2003-2004年即可商品化,2005年進入市場成長初期,可望填補車用與家用市場空白.野村研究所預計便攜式電子產品用燃料電池市場規模,將由2005年的約140萬只,在2010年增長到1億只.表1 主要便攜式電子產品用燃料電池廠商概況廠商名稱 東芝日立MotorolaManhattan Scientifics, Inc(美國)Smart Fuel Cell(德國)最近發表時間2002.12001.102001.102001.102001.10開發狀況(試制品)PDA用,最高輸出功率為8W,使用10ml的甲醇燃料,約可連續供電40小時筆記本電腦用便攜式電子產品用,輸出功率為100mW手機用,最高輸出功率為80 W攝像機用,輸出功率為25W,電壓12V商品化計劃最快2003年2003-2004未公開2003年以后2002年下半年lSony投入燃料電池開發具指標性意義Sony于2001年夏季宣布將投入便攜式電子產品用燃料電池開發試生產,引起業界一陣嘩然.由于Sony在消費性電子(Walkman, AIBO等)及通訊(VAIO等)產品均負盛名.它是1990年第一家開發出鋰離子電池,并率先成功應用于攝影機上的廠商.因此燃料電池的開發,對Sony而言是相當重要的戰略性方向.
最大的障礙不是技術,而是價格
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