氫燃料電池優(yōu)勢(shì)及產(chǎn)業(yè)鏈分析
氫燃料電池，即使用氫氣作為燃料，利用電解水的逆反應(yīng)產(chǎn)電的一種燃料電池，是目前發(fā)展最好的燃料電池。
其工作原理即：將氫氣送到電池的陽(yáng)極板，通過(guò)催化劑的作用，氫原子變成一個(gè)正電荷的氫離子和一個(gè)負(fù)電荷的電子，其中氫離子通過(guò)電解質(zhì)到達(dá)陰極板，而電子不能通過(guò)電解質(zhì)，而只能通過(guò)外部電路形成電流。電子到達(dá)陰極板后，與氧原子和氫離子重新結(jié)合為水。
氫燃料電池陰極板供給的氧可直接從空氣中獲得，因此僅需不斷給陽(yáng)極板供應(yīng)氫氣并及時(shí)把水帶走，氫燃料電池就可以不斷提供電能。相對(duì)于其他能源，氫燃料電池的發(fā)電過(guò)程無(wú)污染，能量轉(zhuǎn)換效率更高，且其燃料氫氣來(lái)源廣泛，可再生。
1、零污染
燃料電池屬于清潔能源的一部分，由于其反應(yīng)過(guò)程就是無(wú)污染的水反應(yīng)，反應(yīng)過(guò)程不會(huì)產(chǎn)生污染物，其主要污染物來(lái)自于燃料，可能存在氮氧化物等污染。相對(duì)于普通火力發(fā)電的空氣污染以及傳統(tǒng)電池的重金屬污染而言，燃料電池對(duì)環(huán)境的污染程度遠(yuǎn)遠(yuǎn)降低。而氫燃料電池，其燃料為純凈無(wú)污染的氫氣，相對(duì)其他燃料而言，廢氣中也不存在污染物。可以說(shuō)，氫燃料電池就是一個(gè)能真正實(shí)現(xiàn)零污染的環(huán)保能源。
2、高效的能量轉(zhuǎn)換效率
燃料電池的發(fā)電效率也處于較高水平。在各種發(fā)電方式中，傳統(tǒng)火力發(fā)電效率在30%左右，遠(yuǎn)低于燃料電池平均的40%-60%效率。而在汽車領(lǐng)域的應(yīng)用中，燃料電池的效率可達(dá)60%，也高于目前汽車普遍使用的內(nèi)燃機(jī)效率。總體而言，燃料電池的能量轉(zhuǎn)換效率在其類似替代能源中都處于較高水平。
3、易于獲得燃料
氫是宇宙中最常見(jiàn)的元素，氫及其同位素占到了太陽(yáng)總質(zhì)量的84%，宇宙質(zhì)量的75%都是氫。氫分子在地球上不是以天然的氣體存在，大部分氫結(jié)合氧存在水中，可以說(shuō)水資源在一定程度上代表了氫能的儲(chǔ)存量。
制氫的能源和燃料可以來(lái)自多種來(lái)源例如天然氣、核能、太陽(yáng)能、風(fēng)力、生物燃料、煤礦、其他化石燃油、地?zé)帷Ｄ壳皻錃庵饕亲鳛橐环N中間產(chǎn)品而生產(chǎn)的。主要是由化石能源天然氣(CH4)、原油(烴)或煤等原料，與水蒸汽在高下經(jīng)蒸汽轉(zhuǎn)化法、部分氧化法、煤氣化法等工藝生成。
氫燃料電池主要包括電池組件和燃料兩個(gè)部分。因此其上游主要是氫氣供應(yīng)以及電池零組件。氫氣供應(yīng)部分主要是為燃料氫氣而準(zhǔn)備的，主要流程包括氫氣生產(chǎn)、輸送和充氣機(jī)。而電池零組件部分則主要生產(chǎn)燃料電池組、氫氣存儲(chǔ)設(shè)備和配件。中游則是將上述組裝，形成一個(gè)完整的可投入使用的燃料電池系統(tǒng)，每種系統(tǒng)構(gòu)成都依據(jù)其不同的應(yīng)用領(lǐng)域而有所不同。下游的應(yīng)用板塊則主要包括了固定、交通運(yùn)輸和便攜式三個(gè)主要領(lǐng)域。
產(chǎn)業(yè)鏈的核心在于中游的燃料電池系統(tǒng)，系統(tǒng)的組成必定要對(duì)應(yīng)下游的應(yīng)用，而在燃料電池系統(tǒng)中，燃料電池模塊是最為重要的。一般燃料電池由電解質(zhì)、催化劑和雙極板構(gòu)成，在這三者中，催化劑的有無(wú)對(duì)燃料電池成本的影響最為巨大。對(duì)于PEMFC來(lái)說(shuō)，由于其使用昂貴的鉑族金屬作為催化劑，其價(jià)格一直居高不下，可以說(shuō)，催化劑是燃料電池價(jià)格的決定性因素之一。另一個(gè)重要的決定因素這是電解質(zhì)，不同技術(shù)類型的燃料電池堆電解質(zhì)的要求不同，不同的電解質(zhì)的價(jià)格也會(huì)有所不同，并最終對(duì)燃料電池價(jià)格產(chǎn)生影響。
