燃料电池，是一种古老的电池技术。如果仔细追溯，其历史比铅酸电池还要久远。从分类上，燃料电池分成碱性燃料电池（AFC）、磷酸燃料电池（PAFC）、熔融碳酸盐燃料电池（MCFC）、固体氧化物燃料电池（SOFC）、质子交换膜燃料电池（PEMFC）、直接甲醇燃料电池（DMFC）等等。在车上使用的主流技术，为质子交换膜燃料电池，以下简称PEMFC。
质子交换膜燃料电池模拟图
与其说燃料电池是电池，不如说燃料电池更像一台发电机。所以也有人说燃料电池是即水力发电、火力发电、核电之后的第四代发电系统。补充氢气，即可续航，这和现在的燃油车加油的形式非常类似。因此，在形式上，相比锂离子电池，燃料电池用于新能源汽车更加合适。
根据“第三代燃料电池技术”的要求，燃料电池电堆的功率密度要达到3.1kW/L，功率要求达到110kW以上，寿命达到5000小时……要在量产的前提下达到指标要求，难度相当大。有人说制约国内燃料电池技术发展的是关键材料，我同意，有人说制约国内燃料电池发展的是加工工艺，我也同意，但是，除此以外，让我分享一下我心中燃料电池技术的三座大山吧。
第一座大山：氢偏见
氢气，是一种易燃易爆的气体，这是大部分人的认识。实际也是这样，氢气的爆炸极限是4%到74%，非常宽泛。除此之外，氢气管道还有一个特别危险的现象：氢脆。氢脆可以认为是氢气对钢材的一种腐蚀，导致表面出现裂纹甚至断裂。
这让大家有点闻氢色变。
德国PO公司生产的高压氢气罐
但是，我想问大家一个问题：氧气瓶是否安全？
以下一些关于氧气可能造成的伤害：
氧气是强氧化剂，增加氧的纯度和压力会使氧化反应显著地加剧。物质的燃点也会随着氧气压力的增加而降低。
当压缩纯氧与矿物油、油脂或细微分散的可燃粉尘（炭粉、有机物纤维等）接触时，由于剧烈的氧化升温、积热而能够发生自燃，构成火灾或爆炸的条件。
氧气几乎能与所有可燃性气体和蒸气混合而形成爆炸性混合物，这种混合物具有较宽的爆炸极限范围，多孔性有机物质（炭、炭黑、泥炭、羊毛纤维等）浸透了液态氧（所谓液态炸药），在一定的冲击力下，就会产生剧烈的爆炸。
一瓶氧气的安全隐患，也许并不比一瓶氢气小，但是对于氧气的态度，我们似乎宽容的多。一些地方，使用氧气的审批流程，也相对简单。
谈氢色变的背后，也许隐藏着一种对氢气认识上的“偏见”。
第二座大山：氢产业链
日本，丰田Mirai的故乡。以目前看，说Mirai是当前最好的燃料电池汽车，也不为过。为什么它在日本诞生？我相信一点，一个地区，使用什么样的能源形式，与当地的能源结构，有非常密切的关系。
丰田Mirai
根据《第三次工业革命》一书中的观点，氢能是未来五大能源支柱之一。这对当今的能源结构，是一场颠覆式的革命。需要重构一条极长的产业链条：氢气的获得、提纯，储运、加氢终端的建设等等。
有人说，国内发展氢能，有得天独厚的优势，可以和太阳能、风电这些可再生能源结合，提高可再生能源的利用率。也有说，可以利用石化领域副产氢，再提纯，降低制氢成本。
这些都是好想法。但是可再生能源的发电成本并不是零，而各个石化企业的副产氢，也大概都有自己的使用场景。所以，仅氢源一项，要找到一条可行的路径，便需要大量的工作。
这就会有一个问题，是先有蛋，还是先有鸡？是先打造氢产业链，还是先开发燃料电池技术？
上海安亭加氢站
如果把能源，分成生产、储运、消费、再生四个环节的话，那么新能源汽车只是消费环节之中一个要素。如果仅以新能源汽车来影响能源四环节的结构，既动力不足，又有极大的风险。因此，真正要打造氢产业链，绝不是建几个加氢站这么简单，要在整体能源结构上进行调整。
第三座大山：氢人才
2015年，燃料电池技术开始回暖，2017年，燃料电池技术爆发式增长。从业者的薪水，也是水涨船高。
这背后隐藏着一个原因：燃料电池技术人才在当下高速发展的前提下，储备不足。
一个原因，国内培养燃料电池人才的高校，主要有大连化学物理所，武汉理工大学，同济大学，上海交大等等。每年毕业生（研究生以上）数量相比高速发展的行业，非常有限。而应届毕业生，也因为缺少实际的工程经验，和企业对人才的要求有一些差距。
另一个原因，早年燃料电池从业者，因为行业下行，其中一些已经转入锂电池、液流电池等相关行业。去年，我曾在北京的一家测试设备实验中心中，见到了一位实验室主管。她曾经是一名燃料电池行业的从业者，2011年，离开了燃料电池行业。
相比技术的投入，人才培养更需要时间。无人可用，确实是目前燃料电池企业的尴尬之处。而按照目前的发展势头，这样的局面会在一定时期内一直存在。
资本可以帮助企业、行业发展，但是上述三座大山，短期内无能为力了。燃料电池能走到哪里，现在很难说。我们能做的，只有静心观察。
end
附：燃料电池种类、原理
1.定义
燃料电池(Fuel Cells)是一种不需要经过卡诺循环的电化学发电装置，能量转化率高。燃料和空气分别送进燃料电池，电就被奇妙地生产出来。它从外表上看有正负极和电解质等，像一个蓄电池，但实质上它不能“储电”而是一个“发电厂”。由于在能量转换过程中，几乎不产生污染环境的含氮和硫氧化物，燃料电池还被认为是一种环境友好的能量转换装置。由于具有这些优异性，燃料电池技术被认为是21世纪新型环保高效的发电技术之一。随着研究不断地突破，燃料电池已经在发电站、微型电源等方面开始应用。
2.基本结构
燃料电池的基本结构主要是由四部分组成，分别为阳极、阴极、电解质和外部电路。通常阳极为氢电极，阴极为氧电极。阳极和阴极上都需要含有一定量的电催化剂，用来加速电极上发生的电化学反应，两电极之间是电解质。
图1.燃料电池基本结构示意图
3.分类
目前燃料电池的种类很多，其分类方法也有很多种。按不同方法大致分类如下：
(1)按运行机理来分类：可分为酸性燃料电池和碱性燃料电池；
(2)按电解质的种类来分类：有酸性、碱性、熔融盐类或固体电解质；
图2.燃料电池分类详细介绍
(3)按燃料的类型来分类：有直接式燃料电池和间接式燃料电池；
(4)按燃料电池工作温度分：有低温型(低于200℃)；中温型(200-750℃)；高温型(高于750℃)。
4.原理
燃料电池的工作原理相对简单，主要包括燃料氧化和氧气还原两个电极反应及离子传输过程。早期的燃料电池结构相对简单，只需要传输离子的电解质和两个固态电极。当以氢气为燃料，氧气为氧化剂时，燃料电池的阴阳极反应和总反应分别为：
阳极：H2 → 2Ｈ＋＋2ｅ-
阴极：1/2 O2＋2Ｈ＋＋2ｅ-→Ｈ2O
总反应：H2＋1/2Ｏ2 →H2O
其中，Ｈ2通过扩散达到阳极，在催化剂作用下被氧化成和ｅ-，此后，Ｈ+通过电解液到达阴极，而电子则通过外电路带动负載做功后也到达阴极，从而与O2发生还原反应（ORR）。
图3.燃料电池原理示意图
第三届中国动力电池回收利用技术与市场交流大会
中国电子节能技术协会（国家一级协会）新能源与节能汽车产业委员会决定于2018年10月26－27日在北京举办“第三届中国动力电池回收利用技术与市场交流大会”。
参会对象：汽车整车、电池及材料、回收利用、冶金、汽车拆解企业，检测机构，电池生产设备及回收再生设备企业，科研院所及投融资机构，循环经济园区等。
会议费用：会务费 3100 元/人(含餐、资料、场地、专家费等），交通、住宿费用自理。
大会组委会
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联系人：李静
电话：010-68218651 59519467
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手机：13693174200（同微信）
13439492642
会议网址：http://www.cnevi.com/zt/10-26
