氢能源是一种来源广泛、清洁无碳、灵活高效、应用场景丰富的二次能源，是实现交通运输、工业和建筑等领域大规模深度脱碳的最佳选择。
燃料电池是将燃料（纯氢、各种富含氢的气体、某些液体储氢载体如甲醇水溶液、甲酸等）的化学能直接转换成电能的装置，被称为21世纪最具竞争力的绿色环保能源技术。燃料电池除清洁、环保等优势外，且不受热机的卡诺循环限制，有助于高效实现氢能的移动化、轻量化和大规模普及化，可广泛应用在交通、工业、建筑、航空、军事等场景。未来，随着数字化技术的不断深入，无人驾驶、互联网数据中心、深海装备等领域，极具发展潜力和应用前景。
图1.1 燃料到能量的转化
燃料电池类似于锂离子电池，分为三元锂、磷酸铁锂、锰酸锂电池等多种类产品，氢燃料电池也并非只有一种技术路线。按照电解质的差异，氢燃料电池类型分为碱性燃料电池（Alkaline fuel cell，缩写AFC）、质子交换膜燃料电池（Proton exchange membrane fuel cell，缩写PEMFC）、磷酸燃料电池（Phosphoric acid fuel cell，缩写PAFC）、熔融碳酸盐燃料电池（Molten carbonate fuel cell，缩写MCFC）、固体氧化物燃料电池（Solid oxide fuel cell，缩写SOFC）。
图1.2 氢燃料电池类型
※ 质子交换膜燃料电池（PEMFC）
以质子交换膜燃料电池的适用场景最广，技术成熟度最高，更加有利于氢能商业化的发展。根据工作温度差异，质子交换膜燃料电池的技术路线细分为低温氢燃料电池（工作温度60-80℃）和高温氢燃料电池（工作温度150-180℃）。
LT-PEMFC结合自身技术特性，燃料必须依赖特定的燃料电池用高纯氢气，指标见《质子交换膜燃料电池汽车用燃料氢气》（GB/T 37244-2018）。
HT-PEMFC工作温度提升至约150～200℃，使其具有更多关键优势，如抗毒化能力强（燃料灵活性高，可直接匹配在线制氢的重整富氢气体），简化水热管理系统等。尤其对于CO持续耐受性，高达10000～20000ppm，而CO2无特殊要求。与LT-PEMFC燃料选择差异性，详见图1.3。
图1.3 不同质子交换膜燃料电池的燃料耐受性差异
注： CO是燃料电池已知PEMFC毒物之一，微量PPM级含量则会严重影响甚至摧毁燃料电池反应活性，形成不可逆修复。
※ 完整（制氢）-供氢-用氢集成的氢燃料电池
完整（制氢）-供氢-用氢的差异化技术路线——高压储氢燃料电池发电系统VS 高温甲醇重整燃料电池发电系统，对比如图1.4.
图1.4 完整（制氢）-供氢-用氢系统对比
基于HT-PEMFC与微型化甲醇重整制氢技术耦合，既实现制氢-供氢-用氢一体化集成，无需匹配繁琐复杂的多级分离与氢气纯化装置，以及中高压缓冲储氢装置，不依赖于加氢基础设施建设，有利提升氢能经济性和氢安全保障顾虑。
※ 基于移动在线制氢的高温甲醇重整燃料电池
基于高温氢燃料电池独特优势及微型化甲醇水蒸气重整制氢技术的技术耦合，自主开发的创新型氢燃料电池技术产品——HTMFC是以甲醇水溶液为燃料的“氢能发电机”。整个电化学反应过程，甲醇水蒸气在线制氢、粗氢即产即用，常压高效发电，运行安全可靠，绿色清洁环保。见图1.5.
图1.5 HTMFC技术原理与核心优势
核心竞争优势
整体工作运行，常压、安全、可靠
一体化甲醇重整制氢系统集成设计，体积紧凑，制氢效率高
无需多级气体分离与氢气纯化，无中高压缓冲储氢，氢源稳定，氢电效率高
运营优势明显，利于加快市场准入
燃料为50%甲醇水溶液，燃料安全性高【甲醇为三级危险品，安全性远高于汽柴油、甚至天然气。甲醇极易溶于水，即使出现泄漏，水稀释后不会造成环境污染】
零排放污染，无NOx、SOx、PM等
优异的碳排放——根据氢能源现有结构，氢源≥96%均来自化石能源制氢，以及化工副产物氢；而氢源≤4%电解水制氢, 成本高昂，尚不具备市场化基础【甲醇水蒸气重整制氢是最为优异的制氢氢源之一，碳排放甚至远低于天然气制氢，且制氢成本优势有利于助推氢能商业化】。
随着HTMFC技术产品突破关键技术门槛，推动技术成熟度及规模化制造越来越高，随之市场认知度越来越高，有望加速绿色氢能在新能源汽车、船舶、通讯基站、数据中心、海岛海洋勘测电源等应用的快速发展。
注释：
高温甲醇重整燃料电池（High-Temperature Methanol reforming Fuel Cell，HTMFC）
质子交换膜燃料电池（Proton Exchange Membrane Fuel Cell, PEMFC）
高温质子交换膜燃料电池（High-Temperature Proton Exchange Membrane Fuel Cell，HT-PEMFC)，又称高温氢燃料电池
低温质子交换膜燃料电池（Low-Temperature Proton Exchange Membrane Fuel Cell，LT-PEMFC)，又称低温氢燃料电池