燃料电池技术的进展

<正> 在五十年代兴起的燃料电池研制发展热潮在六十年代中期达到最高峰。这一阶段的发展重点是碱性燃料电池（AFC）,其最显著的成就是在阿波罗登月飞行中成功地应用了燃料电池（PC3A-2,φ57×112cm,110kg,额定输出1.42kw,27～31伏,平均使用功率0.6kW,寿命500小时）。阿波罗计划完成后,研制工作一度转入低潮。但由于中东战争引起的能源危机的推动,从七十年代中期起又一次出现热潮。不过这次发展重点已转为用作地区性发电装置的兆瓦级磷酸燃料电池（PAFC）。事实上,从1967年起美国煤气协会已开始发展十kW级的用作局部的联合供电供热装置的PAFC系统（TARGET计划）,但大量投入人力物力在七十年代中期以后。当然,在这段时期,AFC系统的研制也并未停顿。美国空间渡船用的PC-17C（每船用三组）尺寸为35×38×10cm,90kg,额定输出为12kW,27.5V（比功率133W/kg,未计燃料容器）,平均工作寿命达到2000小时;近年又提高到18kW,120kg（150W/kg）。还发展了高比功率（250W/kg）的2kW AFC系统,其中电池组本体的比功率达到550W/kg（PC-17C为275W/kg）,还将阳极催化剂用量降低到<1mgPt/cm2（PC-17C用8mgPt+2mgPd/cm2）。取得这些进展的关键是采用PTFE粘结碳电极,不过当工作温度>80℃时氧阴极上碳的腐蚀问题并未完全解决。美国宇航局的目标是建立能与用太阳能电池驱动的固体聚电解质（SPE）电解水器联用的空间站用AFC系统,能长时间可靠地工作而整个电池系统的重量不大于12kg/kw（电池部份7kg/kw）。在西欧（法Alstrom,荷比ELENCO计划,西德Siemens）也在进行规模较小的目标在于地面交通器动力装置的AFC研究与发展计划。