氫燃料被公認為最清潔的能源，在全球節(jié)能減排的大趨勢下，氫燃料也被汽車產(chǎn)業(yè)列為終極解決方案。全球燃料電池市場發(fā)展迅猛，2008年全球燃料電池出貨量為9.5千件，2015年燃料電池出貨量達到71.5千件，是2008年的7.5倍。

氫燃料電池產(chǎn)業(yè)的興起，首先離不開政策的大力推動。從《能源技術革命創(chuàng)新行動計劃(2016年-2030年)》、《節(jié)能與新能源汽車技術路線圖》，再到《“十三五”國家戰(zhàn)略性新興產(chǎn)業(yè)發(fā)展規(guī)劃》等，這些文件均明確提出要發(fā)展燃料電池汽車，這預示著燃料電池車的發(fā)展將要駛入快車道。

那什么是氫燃料電池呢？

燃料電池是一種將燃料與氧化劑的化學能通過電化學反應直接轉換成電能的發(fā)電裝置。主要由正極、負極、電解質和輔助設備組成。

其基本原理是電解水的逆反應，把氫和氧分別供給陽極和陰極，氫通過陽極向外擴散和電解質發(fā)生反應后，放出電子通過外部的負載到達陰極。

它本質是一種發(fā)電機，其燃料和氧化劑不經(jīng)過燃燒而直接通過電化學反應轉化成電能。因此，燃料電池不受卡諾循環(huán)的限制，能量轉化效率高。燃料電池作為電能轉化裝置時，它的效率可以達到60%，甚至在作為熱電聯(lián)產(chǎn)裝置時它的效率高達80%。

相比于其他電池，燃料電池發(fā)電效率高，它的發(fā)電效率可達到85%～90%；此外，環(huán)境污染小，燃料電池以天然氣等富氫氣體為燃料時,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；燃料電池結構簡單,運動部件少,工作時噪聲很低；對于燃料電池而言,只要含有氫原子的物質都可以作為燃料,燃料范圍十分廣泛；燃料電池具有組裝式結構,安裝維修方便,不需要很多輔助設施，更加易于建設。

應用領域

航天領域

20世紀60年代，氫燃料電池就已經(jīng)成功地應用于航天領域。往返于太空和地球之間的“阿波羅”飛船就安裝了這種體積小、容量大的裝置。進入70年代以后，隨著人們不斷地掌握多種先進的制氫技術，很快，氫燃料電池就被運用于發(fā)電和汽車。

大型電站

無論是水電、火電或核電，都是把發(fā)出的電送往電網(wǎng)，由電網(wǎng)輸送給用戶。但由于各用電戶的負荷不同，電網(wǎng)有時呈現(xiàn)為高峰，有時則呈現(xiàn)為低谷，這就會導致停電或電壓不穩(wěn)。另外，傳統(tǒng)的火力發(fā)電站的燃燒能量大約有70%要消耗在鍋爐和汽輪發(fā)電機這些龐大的設備上，燃燒時還會消耗大量的能源和排放大量的有害物質。而使用氫燃料電池發(fā)電，是將燃料的化學能直接轉換為電能，不需要進行燃燒，能量轉換率可達60%～80%，而且污染少、噪音小，裝置可大可小，非常靈活。

氫的化學特性活躍，它可同許多金屬或合金化合。某些金屬或合金吸收氫之后，形成一種金屬氫化物，其中有些金屬氫化物的氫含量很高，甚至高于液氫的密度，而且該金屬氫化物在一定溫度條件下會分解，并把所吸收的氫釋放出來，這就構成了一種良好的貯氫材料。

固定電源

固定電源應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，對于一些科學研究站和某些特種應用非常重要。固定電源應用在燃料電池主流應用中占比最大，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。

交通運輸

交通動力應用是目前關注度最高的燃料電池應用領域，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)是目前關注度最高的應用領域。這是目前是爆發(fā)最迅猛，也是關注度最高的應用領域。

燃料電池為動力的叉車是燃料電池在工業(yè)應用內(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。