新能源技術(shù)氫能與燃料電池

震驚世界的爆炸讀一下教材第8章的引例故事，相信你一定能感受到氫能的巨大威力……如果氫的能量只被用于改善人類(lèi)的生存和生活條件，那么將是人類(lèi)的一大福音?！?

氫能與燃料電池關(guān)注的問(wèn)題怎樣才能從各種化合物中制取氫氣？氫氣應(yīng)該如何保存？燃料電池是怎樣工作的？燃料電池有哪些類(lèi)型？各種燃料電池的原理和特點(diǎn)？燃料電池可以在哪些場(chǎng)合應(yīng)用？教學(xué)目標(biāo)了解氫和氫能的特點(diǎn)及其利用情況，掌握主要的氫的制取和儲(chǔ)存方式，了解燃料電池的工作原理和主要類(lèi)型，理解燃料電池的特點(diǎn)和應(yīng)用價(jià)值?！?.1氫和氫能概述§8.1.1氫和氫能氫是宇宙中最豐富的元素，在地球上的含量排第三。除了空氣中的少量氫氣，絕大部分氫元素都以化合物形態(tài)存在，主要存在水中。若把全球水中的氫都提煉出來(lái)，約有15億億噸，所產(chǎn)生的熱量是地球上化石燃料的9000倍。氫在元素周期表中排在首位，是已知最輕的元素。標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)下，氫氣為無(wú)色無(wú)味的氣體，密度是空氣的1/14.5。發(fā)現(xiàn)故事：氫的發(fā)現(xiàn)和命名§8.1.2氫能及其利用方式氫能主要是指氫元素燃燒、發(fā)生化學(xué)反應(yīng)或核聚變時(shí)釋放的能量。想一想：氫能是一次能源還是二次能源？利用氫能的方式很多，包括：－直接作為燃料提供熱能或在熱力發(fā)動(dòng)機(jī)中做功；－制造燃料電池，在催化劑作用下進(jìn)行化學(xué)反應(yīng)生產(chǎn)電能；－利用氫的熱核反應(yīng)釋放出核能；等等。（1）氫燃料氫的含熱量很高，燃燒時(shí)釋放熱量>140MJ/kg。氫氣燃燒性能好，點(diǎn)燃快，燃點(diǎn)高，混入4%~74%的空氣時(shí)仍能穩(wěn)定燃燒。氫是最清潔的燃料，燃燒后只生成水和微量的氮化氫。氮化氫經(jīng)適當(dāng)處理后也不污染環(huán)境。將來(lái)，氫有可能取代石油，成為使用最廣泛的燃料之一?！?.1.2氫能及其利用方式（2）氫的核聚變氫的核能利用，理論基礎(chǔ)是愛(ài)因斯坦的相對(duì)論。發(fā)生質(zhì)量虧損時(shí)釋放出的能量為E=mc2。1g的氫聚變?yōu)楹?，質(zhì)量損失0.711%，能釋放多少能量？氫的核聚變能量比鈾原子核裂變釋放的能量大若干倍。且核聚變過(guò)程中沒(méi)有放射性，對(duì)環(huán)境無(wú)污染。一旦受控的氫核聚變獲得成功，人類(lèi)的能源與環(huán)境問(wèn)題將得到根本的解決?！?.1.2氫能及其利用方式（3）氫燃料電池參見(jiàn)后面燃料電池的內(nèi)容。§8.1.2氫能及其利用方式氫能可以輸送、儲(chǔ)存、大規(guī)模生產(chǎn)并且能再生利用，基本無(wú)污染，具有無(wú)可比擬的潛在開(kāi)發(fā)價(jià)值。16世紀(jì)就有人在金屬與酸的反應(yīng)中得到過(guò)氫氣。1766年有論文詳細(xì)介紹了氫氣的制備方法和性質(zhì)。1938年，有人提出以氫為航空器燃料的設(shè)想。1950s，加拿大嘗試把氫作為普通內(nèi)燃機(jī)燃料，美國(guó)開(kāi)始研究用液氫作為軍用飛機(jī)的飛行燃科?！?.1.3氫能的應(yīng)用歷史由于液氫的優(yōu)良燃燒特性和能量密度，廣泛的用于衛(wèi)星和航天器的火箭發(fā)動(dòng)機(jī)中。1960s以后，燃料電池發(fā)展起來(lái)，又給氫能的利用開(kāi)辟了一個(gè)新的領(lǐng)域。以液氫為原料的燃料電池電動(dòng)車(chē)，已進(jìn)入商業(yè)化生產(chǎn)階段?！?.1.3氫能的應(yīng)用歷史氫能和平利用的終極夢(mèng)想就是受控的氫核聚變。其原料可直接取自海水中的氘?？茖W(xué)家預(yù)測(cè)，氫能和電能將成為未來(lái)能源體系的兩大支柱。§8.2氫的制制取氫能，通常常指游游離的的分子氫氫H2所具有有的能能量。。地球上上的氫氫元素素相當(dāng)當(dāng)豐富富，但但游離態(tài)態(tài)的很很稀少少。氫通常常以化化合物物形態(tài)態(tài)存在在于水水、生生物質(zhì)質(zhì)和礦礦物質(zhì)質(zhì)燃料料中。。從這這些物物質(zhì)中中獲取取氫，，需要要消耗耗大量量的能能量。。（1）煤為為原料料制氫氫煤制氫氫的本本質(zhì)是是用碳置置換水中的的氫，生成成H2和CO2。發(fā)生的的化學(xué)學(xué)反應(yīng)應(yīng)是C+2H2O→CO2+2H2方法主主要有有兩種種：一是煤煤的焦焦化，隔絕空空氣以900~1000℃℃高溫制取焦碳，副產(chǎn)產(chǎn)品為為焦?fàn)t煤煤氣（（含55％～60％的氫氫氣））。二是煤煤的氣氣化，在高高溫下下與水蒸汽汽或氧氣(空氣)等發(fā)生生反應(yīng)應(yīng)轉(zhuǎn)化化成氣氣體產(chǎn)產(chǎn)物。。氫氣氣含量量與氣氣化方方法有有關(guān)。。§8.2.1化石燃燃料制制氫（2）天然然氣制制氫天然氣氣的主主要成成分甲甲烷含含有氫氫元素素，制制氫方方式主主要有有兩種種。天然氣氣蒸汽汽轉(zhuǎn)化化制氫，其其化學(xué)反反應(yīng)為CH4+2H2O→4H2+CO2這種傳統(tǒng)統(tǒng)制氫過(guò)過(guò)程伴有有大量的的二氧化化碳排放放。甲烷(催化)高溫裂解解制氫，制取H2的同時(shí)，，還能得得到碳，，而不向向大氣排排放CO2。該法技技術(shù)簡(jiǎn)單單，但是是制造成成本不低低。§8.2.1化石燃料料制氫（3）重油部部分氧化化制氫重油部分分氧化過(guò)程中碳碳?xì)浠虾衔锱cO2、水蒸氣氣反應(yīng)生生成H2和CO2。要在一定的壓壓力下進(jìn)行，，可能還還需要采采用催化化劑。制得的氫主要來(lái)來(lái)自水蒸蒸氣?！?.2.1化石燃料料制氫目前，氫氫氣大多多是以石油、天天然氣和和煤為主要原原料制取取的。化石燃料料制造氫氫氣的傳傳統(tǒng)方法法，會(huì)排放大量量的溫室室氣體，對(duì)環(huán)境境不利。。氫大多存存在水中中，將水水分解制制取氫氣氣是最直直接的方方式?！?.2.2水分解制制氫（1）電解水水制氫水的電解過(guò)程程就是在導(dǎo)電的水水溶液中通電，將水分分解成H2和O2。其反應(yīng)式式為：水電解操操作簡(jiǎn)便便，制得得的氫氣純度度高，但需消耗電能能。常壓下電電解制氫氫的能量量效率一一般在70%左右。為為提高效效率，通通常在3.0~5.0MPa的壓力下下進(jìn)行。。（2）高溫水水蒸氣分分解制氫氫水直接分分解需要要2227℃以上的溫溫度，工工程實(shí)現(xiàn)現(xiàn)難度很很大。為為降低分分解溫度度，可采采用多步步驟熱化化學(xué)反應(yīng)應(yīng)制造氫氫氣。其化學(xué)反反應(yīng)通式式為X為中間媒體體，僅參與與反應(yīng)，，并不消消耗，但但是因其其反應(yīng)呈呈氣態(tài)，，很易和和氧氣發(fā)發(fā)生反應(yīng)應(yīng)而重新新生成氧氧化物。。因此，，需將它它們從產(chǎn)產(chǎn)物中分分離出來(lái)來(lái)。整個(gè)個(gè)過(guò)程僅僅僅消耗耗水和一一定的熱熱量?！?.2.2水分解制制氫（3）等離子子體制造造氫氣過(guò)過(guò)程用電場(chǎng)電弧弧能將水加加熱到5000℃，分解成成H、H2、O、O2、OH和水。要使等離離子體中中氫組分分含量穩(wěn)穩(wěn)定，就就必須使使氫不再再和氧結(jié)結(jié)合。該該過(guò)程能耗很高高，因而制制氫成本很高高?！?.2.2水分解制制氫我國(guó)的氫氫氣生產(chǎn)產(chǎn)，除了了用化石燃料料以外，其其余的主主要都通通過(guò)水電解法法生產(chǎn)。不不產(chǎn)生溫溫室氣體體，但是是生產(chǎn)成成本較高高。趣聞：神秘的海海面大火火（1）生物質(zhì)質(zhì)氣化制制氫將生物質(zhì)質(zhì)原料壓制成型型，在氣化爐（或裂解解爐）中中進(jìn)行反反應(yīng)制得得含氫的混混合燃料料氣。其中的碳碳?xì)浠虾衔镌倥c與水蒸氣氣發(fā)生反反應(yīng)，生生成H2和CO2（參見(jiàn)天天然氣制制氫）?！?.2.3生物制氫（2）微生物物制氫在常溫常常壓下利利用微生物進(jìn)行酶催化反應(yīng)制得得氫氣。。用于制氫氫的微生生物有兩兩大類(lèi)：：－光合細(xì)細(xì)菌或藻類(lèi)，，在在光照作作用下使使有機(jī)酸酸分解出出H2和CO2；－厭氧菌菌，利用碳碳水化合合物及蛋蛋白質(zhì)等等，發(fā)發(fā)酵產(chǎn)產(chǎn)生H2、CO2和有機(jī)酸酸。江河湖海海中的某某些藻類(lèi)類(lèi)、細(xì)菌菌，有這這種功能能?！?.2.3生物制氫（1）間接制制氫太陽(yáng)能間間接制氫氫法主要要是太陽(yáng)能發(fā)發(fā)電＋電解水制制氫。未來(lái)規(guī)模化制氫最具具有吸引引力且最最具現(xiàn)實(shí)實(shí)意義的的途徑。?！?.2.4太陽(yáng)能制制氫（2）直接制制氫（兩種方方法）熱分解法法，用太陽(yáng)能直接裂解水，得到氫氫和氧。。須將水水加熱至至很高溫溫度，反反應(yīng)才有有實(shí)際應(yīng)應(yīng)用的可可能，困困難較大大。光分解法法，光量子可使水等等含氫化化合物分分子中氫氫鍵斷裂裂，效率率較低。?！?.3氫的儲(chǔ)存存氫能的儲(chǔ)儲(chǔ)存很關(guān)關(guān)鍵，是是目前氫氫能開(kāi)發(fā)發(fā)的主要要技術(shù)障障礙。標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)態(tài)下氫的密度度是空氣的1/14.5，氫氣很難高密密度儲(chǔ)存。而且，氫氫還是易燃、易爆的高能燃燃料。安全性最重要，，不過(guò)在在設(shè)計(jì)時(shí)時(shí)都會(huì)充充分考慮慮，并且且在使用用中多能能夠滿(mǎn)足足。單位質(zhì)量量?jī)?chǔ)氫密密度，即儲(chǔ)氫質(zhì)量量與整個(gè)儲(chǔ)氫單元元的質(zhì)量之比比，是衡量氫氫氣儲(chǔ)運(yùn)運(yùn)技術(shù)是是否先進(jìn)進(jìn)的主要要指標(biāo)。?！?.3.1對(duì)儲(chǔ)氫系系統(tǒng)的要要求儲(chǔ)氫設(shè)備備使用的方方便性也是很重重要的要要求，例例如充放放氫氣的的時(shí)間、、使用的的環(huán)境溫溫度等。?？梢韵裉焯烊粴庖灰粯佑妹芊夤薜蛪簝?chǔ)存存，不過(guò)過(guò)因氫氣氣密度太太低，只只適合大規(guī)規(guī)模儲(chǔ)存存，應(yīng)用不不多。一般將氫氫氣壓縮縮到15~40MPa高壓，裝入鋼鋼瓶中儲(chǔ)儲(chǔ)存和運(yùn)運(yùn)輸?！?.3.2氫氣的儲(chǔ)儲(chǔ)存新型復(fù)合合高壓氫氫氣瓶（耐壓35MPa）儲(chǔ)氫密密度可達(dá)達(dá)2%。高壓儲(chǔ)氫氫動(dòng)態(tài)響應(yīng)應(yīng)最好，，能瞬間間通斷，，實(shí)際使使用最廣廣泛。不不過(guò)有安全隱隱患。氫氣在-252.7℃℃低溫下可可以變?yōu)闉橐后w。。液體的的氫可以以?xún)?chǔ)存在在絕熱的的低溫容容器中。。液氫的單位體積積含能量量很高，比高壓壓氣態(tài)儲(chǔ)儲(chǔ)存高好好幾倍。。液氫的理理論體積積密度只只有70kg/m3?？紤]容容器和附附件的體體積，儲(chǔ)氫密度度還遠(yuǎn)達(dá)不不到這一一數(shù)值。。液氫儲(chǔ)運(yùn)運(yùn)的最大大優(yōu)點(diǎn)是質(zhì)量?jī)?chǔ)氫氫密度高高，目前可可做到5%以上，存存在的問(wèn)題是蒸發(fā)損失失與成本問(wèn)題。§8.3.3液氫的儲(chǔ)存存大的液氫氫儲(chǔ)罐存存在熱分層問(wèn)問(wèn)題。因此，，大的儲(chǔ)儲(chǔ)罐都備備有緩慢慢的攪拌裝置置以阻止熱分分層。某些金屬屬具有捕捉氫的的能力，在一定定的溫度度和壓力力條件下下，能大大量“吸吸收”氫氫氣，發(fā)發(fā)生化學(xué)學(xué)反應(yīng)生生成金屬氫化化物。需要用氫氫時(shí)，可可將這些些金屬氫氫化物加熱，使其分解，將儲(chǔ)存存在其中中的氫釋放出來(lái)。金屬氫化化物的儲(chǔ)氫容量量較大，相同溫溫度、壓壓力，體體積儲(chǔ)氫氫密度是是氫氣的的1000倍。由于儲(chǔ)存容量量大、儲(chǔ)運(yùn)安全全方便等優(yōu)點(diǎn)，，金屬氫氫化物儲(chǔ)儲(chǔ)氫可能能最有發(fā)發(fā)展前景景。§8.3.4固體金屬屬氫化物物儲(chǔ)存（1）有機(jī)物物儲(chǔ)氫主要是苯和甲苯，與氫反反應(yīng)生成成環(huán)己烷烷或甲基基環(huán)己烷烷，在0.1MPa、室溫下下呈液態(tài)態(tài)，通過(guò)過(guò)催化脫脫氫反應(yīng)應(yīng)又可產(chǎn)產(chǎn)氫。此方式有有儲(chǔ)氫量大大、能量量密度高高、儲(chǔ)存存設(shè)備簡(jiǎn)簡(jiǎn)單等特點(diǎn)，，而且還還能多次次循環(huán)利利用。不過(guò)這種種儲(chǔ)氫方方式加氫時(shí)放放熱量大大、脫氫時(shí)能能耗高，在很大大程度上上限制了了它的應(yīng)應(yīng)用。§8.3.5研究中的的儲(chǔ)氫新新方法（2）地下壓壓縮儲(chǔ)氫氫是一種長(zhǎng)期大量量?jī)?chǔ)氫的主要方方法。多孔、水水飽和的的巖石是理想的的防止氫氫氣擴(kuò)散散的介質(zhì)質(zhì)。但地地下儲(chǔ)存存的氫氣氣大約有有50%左右會(huì)滯滯留在巖巖洞中，，難于被被釋放出出來(lái)。§8.3.5研究中的的儲(chǔ)氫新新方法（3）碳質(zhì)儲(chǔ)儲(chǔ)氫材料料一直為人人們所關(guān)關(guān)注。主要是高比表面面積活性性炭等。特殊殊加工后后的高比比表面積積活性炭炭，在2-4MPa和超低溫溫下，質(zhì)質(zhì)量?jī)?chǔ)氫氫密度可可達(dá)5%-7%。低溫條件件限制了了它的廣廣泛應(yīng)用用。燃料電池池的研究究已有170多年的歷歷史。發(fā)現(xiàn)故事事：格羅夫在在實(shí)驗(yàn)室室里發(fā)現(xiàn)現(xiàn)了燃料料電池現(xiàn)現(xiàn)象。1950s，燃料電電池的研研究得到到了迅速速發(fā)展。。燃料電池池的實(shí)際際應(yīng)用開(kāi)開(kāi)始于1960s的航天領(lǐng)領(lǐng)域。1990s，在膜和和催化劑劑方面所所取得的的突破性性進(jìn)展，，質(zhì)子交交換膜燃燃料電池池獲得了了廣泛的的研究和和開(kāi)發(fā)。?！?.4.1燃料電池的的發(fā)展歷史史§8.4燃料電池概概述燃料電池是一種直接接將儲(chǔ)存在在燃料和氧氧化劑中的的化學(xué)能轉(zhuǎn)化為電能的發(fā)電裝置置?！?.4.2燃料電池的的基本原理理燃料電池由由陽(yáng)極、陰極和中間的電解質(zhì)及外接電路組成。工作時(shí)，一一般向陽(yáng)極供燃料料(氫)，向陰極供氧化化劑(氧)。不斷從外部部供給燃料料和氧化劑劑，燃料電電池即可連連續(xù)發(fā)電。。最主要的燃料是氫。氧化劑是是氧氣或空空氣。為加速電化化學(xué)反應(yīng)，，燃料電池池的電極上上往往都有有催化劑。催化劑一般般做成多孔孔材料，以以增大燃料料、電解質(zhì)質(zhì)和電極之之間的接觸觸截面。這這種多孔電極稱(chēng)稱(chēng)為氣體擴(kuò)散電電極。由一個(gè)陽(yáng)極極、一個(gè)陰陰極和相關(guān)關(guān)的電解質(zhì)質(zhì)、燃料、、空氣通路路組成的最最小電池單單元稱(chēng)為單體電池；多個(gè)單體電電池重疊連連接形成的的整體，稱(chēng)稱(chēng)為電堆。實(shí)用的燃燃料電池均均由電堆組組成。燃料電池就就像積木一一樣，可以以根據(jù)功率率要求靈活活組合，容容量小到為為手機(jī)供電電、大到可可與常規(guī)發(fā)發(fā)電廠相提提并論?！?.4.2燃料電池的的基本原理理燃料電池系系統(tǒng)(參見(jiàn)圖8.9)，除燃料電池本本體(發(fā)電系統(tǒng))外，還有一一些外圍裝置，用于燃料重整供供應(yīng)、氧氣供應(yīng)、水管理、熱管理、逆變、控制、安全等?！?.4.3燃料電池系系統(tǒng)的構(gòu)成成這是大容量量燃料電池池可能具有的的結(jié)構(gòu)。不同類(lèi)型型、容量和和適用場(chǎng)合合，有些部部分可能被被簡(jiǎn)化甚至至取消。例如微型燃燃料電池、、手機(jī)和筆筆記本電腦腦的燃料電電池。與干電池與與蓄電池不不同，燃料電池不不是能量?jī)?chǔ)儲(chǔ)存裝置，而是能量轉(zhuǎn)化裝裝置。燃料電池具具有很多獨(dú)獨(dú)特的優(yōu)點(diǎn)點(diǎn)：－能量轉(zhuǎn)換效效率高。－污染物排放放少。－能量轉(zhuǎn)換主主裝置無(wú)運(yùn)運(yùn)動(dòng)部件，，設(shè)備可靠靠，噪音極極小。－資源廣泛，，建設(shè)靈活活?！?.4.4燃料電池發(fā)發(fā)電的特點(diǎn)點(diǎn)§8.5燃料電池的的類(lèi)型（1）堿性燃料料電池（AFC）以氫氧化鉀等堿性溶液液為電解質(zhì)質(zhì)，以高純純度氫氣為燃料，以以純氧氣作為氧化劑劑，工作溫溫度為60~80℃。在所有的應(yīng)應(yīng)用領(lǐng)域中中，AFC燃料電池都都有競(jìng)爭(zhēng)力力。其低溫快速起起動(dòng)特性，在很很多場(chǎng)合更更具優(yōu)勢(shì)。。但是是由由于于需需要要純純H2和O2作為為燃燃料料和和氧氧化化劑劑，，氣氣化化凈凈水水和和排排水水排排熱熱系系統(tǒng)統(tǒng)龐龐大大，，限限制制了了其其應(yīng)應(yīng)用用。?！?.5燃料料電電池池的的類(lèi)類(lèi)型型（2）磷磷酸酸型型燃燃料料電電池池（（PAFC）以磷酸酸水水溶溶液液為電電解解質(zhì)質(zhì)，，以以天然然氣氣或或甲甲醇醇等氣氣體體的的重重整整氣氣為為燃燃料料，，以以空氣氣為氧氧化化劑劑，，一一般般要要用用鉑金金作催催化化劑劑。。工作作溫溫度度200℃℃，發(fā)發(fā)電電效效率率30%多，，用用白白金金作作催催化化劑劑，，對(duì)對(duì)燃料料要要求求較較高高。對(duì)燃燃料料氣氣和和空空氣氣中中的的CO2有耐耐受受力力，，能能適適應(yīng)應(yīng)多多種種工工作作環(huán)環(huán)境境。。世界界之之最最：：最大大的的燃燃料料電電池池系系統(tǒng)統(tǒng)§8.5燃料料電電池池的的類(lèi)類(lèi)型型（3）熔熔融融碳碳酸酸鹽鹽型型燃燃料料電電池池（（MCFC）以碳酸酸鹽鹽為電電解解質(zhì)質(zhì)；；以以混有有CO2的O2為氧氧化化劑劑；；可可用用重重整整氣氣(含H2和CO2)為燃燃料料。。電電極極采采用用鎳。工作作溫溫度度為為600～700℃℃，不需需要要采采用用貴貴金金屬屬作作為為催催化化劑劑。工工作作過(guò)過(guò)程程中中放放出出的的高高溫溫余余熱熱可可回回收收，，發(fā)發(fā)電電效效率率45%~60%?；谟谏仙鲜鍪鰞?yōu)優(yōu)點(diǎn)點(diǎn)，，MCFC具有有較好好的的應(yīng)應(yīng)用用前前景景。不不過(guò)過(guò)，，高高溫溫條條件件下下電解解質(zhì)質(zhì)的的腐腐蝕蝕性性較強(qiáng)強(qiáng)，，對(duì)對(duì)電電池池材材料料有有嚴(yán)嚴(yán)格格要要求求；；而而且且廢廢熱熱回回收收裝裝置置又大大又又重重，MCFC只適適用用于于大大功功率率發(fā)電電廠廠。。§8.5燃料料電電池池的的類(lèi)類(lèi)型型（4）固固體體氧氧化化物物型型燃燃料料電電池池（（SOFC）常采采用用ZrO2+Y2O3固體體電電解解質(zhì)質(zhì)，，以以重重整整氣氣為為燃燃料料，，以以空氣氣為氧氧化化劑劑。。多多孔孔電電極極。。工作作溫溫度度最最高高，，約約1000℃℃，運(yùn)運(yùn)行行壓壓力力0.3~1.0MPa。高溫溫下下工工作作，，不需需要要采采用用貴貴金金屬屬作作為為催催化化劑劑；但但采采用用復(fù)復(fù)合合廢廢熱熱回回收收裝裝置置，，體體積積大大，，質(zhì)質(zhì)量量重重，，只只適適用用于于大大功功率率發(fā)發(fā)電電廠廠。。國(guó)際際上上正正在在研研發(fā)發(fā)400~800℃℃中低低溫溫SOFC電解解質(zhì)質(zhì)。?！?.5燃料料電電池池的的類(lèi)類(lèi)型型（5）質(zhì)質(zhì)子子交交換換膜膜型型燃燃料料電電池池（（PEMFC）燃料料一一般般為為高純純度度的的氫氫氣氣。采采用用以以離離子子導(dǎo)導(dǎo)電電的的固體體高高分分子子電電解解質(zhì)質(zhì)膜膜。最佳佳溫溫度度為為80℃℃。工工作作溫溫度度低低，，需要要采采用用貴貴金金屬屬作作為為催催化化劑劑。發(fā)發(fā)電電效效率率約約50%~70%。PEMFC最大大優(yōu)優(yōu)越越性性體現(xiàn)現(xiàn)在在工作作溫溫度度低低。起起動(dòng)動(dòng)快快、、功功率率密密度度高高，，而而且且只只產(chǎn)產(chǎn)生生少量量廢廢熱熱和和液液態(tài)態(tài)水水，不不產(chǎn)產(chǎn)生生污污染染大大氣氣的的氮氮氧氧化化物物，，是是汽汽車(chē)車(chē)動(dòng)動(dòng)力力的的理理想想電電源源之之選選。。§8.6燃料料電電池池的的應(yīng)應(yīng)用用領(lǐng)領(lǐng)域域（1）發(fā)發(fā)電電站站燃料料電電池池電電站站效率率高高、噪聲聲小小、污染染少少、占地地面面積積小小，可可能能是是未來(lái)來(lái)最最主主要要的的發(fā)發(fā)電電技技術(shù)術(shù)之之一一。（2）交交