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氢能与燃料电池：国内外研究技术与商业化进程回顾摘要: 本文首先回顾了氢能与燃料电池的特点及研发技术。然后比较详细地介绍德国，美国以及其他发达及发展中国家对氢能与燃料电池的研发、利用及商业化进展情况情况。提出了关于研究和开发我国氢能与燃料电池的建议。1 引言1.1 氢能源的特点及研发技术氢是另一种洁净能源载体,氢在燃烧或催化氧化后的产物为液态水或水蒸气。作为能源载体, 相对于其它载体如汽油、乙烷和甲醇来讲, 氢具有来源丰富、质量轻、能量密度高、绿色环保、储存方式与利用形式多样等特点。氢能是指以氢及其同位素为主体的反应中或氢的状态变化过程中所释放的能量, 主要包括氢化学能和氢核能两大部分。氢能系统一般由氢源开发和制氢、储氢、输运和氢能利用等技术领域构成。到目前为止, 在氢源的开发和制氢技术领域有3 个方向, 分别为化石燃料( 石油、煤和天然气) 的裂解、电解水和生物制氢。化石燃料的热分解，产氢的成本较低，却严重依赖化石燃料资源且排放二氧化碳；近年来也发展了直接热分解和催化裂解碳氢化合物, 这种方法制氢成本较高, 还处于发展阶段。电解水制氢的能量效率相当高，但较为昂贵。电解水制氢的发展方向是与风能、太阳能、地热能以及潮汐能等洁净能源相互配合, 从而降低成本。生物制氢具有能耗低、污染小等优势，已经成为未来制氢技术发展的重要方向，但其目前存在的问题也较多，诸多问题仍需要进一步研究。储氢技术按氢的聚集状态可分为高压气态储氢、低温液态储氢以及固体储氢材料储氢。高压气态储氢的主要问题是制作罐体复合材料碳纤维的价格太高。低温液体储氢技术的关键是如何降低汽车在停车时车载低温液态储氢罐中液态氢的汽化损耗。由此引发的一系列问题是低温储氢技术需要解决的技术难题。固体储氢材料储氢是储氢技术未来的主要发展方向。虽然现在的发展中遇到了很多技术难题，但相对于高压气态储氢、低温液态储氢以及金属间化合物固体储氢材料来讲, 这些储氢量大的轻质储氢材料是今后研发的重点。氢的输运根据需求可采取气态、液态和固态的方式。氢在长距离输运时可采用地下管道以输运天然气一样的方式输送，当然, 短距离区域间的输运方式可采用高压气罐、液罐以及固态储氢罐, 但成本可能会非常高。1.2 燃料电池的特点及研究现状从某种意义上讲，燃料电池可视为一种特殊的发电装置，在理论上可以达到非常高的能量转换效率。燃料电池按电解质的不同可分为以下五大类型: 碱性燃料电池( alkaline fuel cell，AFC) 、磷酸燃料电池( phosphoric acid fuel cell，PAFC) 、熔融碳酸盐燃料电池( molten carbonate fuel cell，MCFC) 、质子交换膜燃料电池( proton exchange membrane fuelcell，PEMFC) 、固体氧化物燃料电池( solid oxide fuelcell，SOFC) 。相对于其他电源及供能方式，燃料电池具有能量转化效率高、稳定性高、环境污染小、灵活性好、燃料广泛，补充方便、寿命长等特点与优势。虽然全球众多研究机构和公司纷纷投入燃料电池的研究，并在汽车制造商的推波助澜下，出现了前所未有的研制高潮，但是燃料电池的真正普及和实用化大批量生产尚须时日。究其原因，主要是日前在许多领域的关键技术尚未完全突破，亟待解决。主要面临的问题有：1、燃料要求高 2 、成本昂贵 3、电池的寿命不够长 4、电池性能不够好燃料电池的发展现状及趋势2 国外对氢能与燃料电池的对氢能与燃料电池的研发、利用及商业化进展情况2.1美国的研发、利用及商业化进展情况2.1.1 研发利用情况美国政府将氢能和燃料电池确定为维系经济繁荣和国家安全的至关重要的必须发展的技术之一，每年花费9 000 万美元用于燃料电池的研发。美国于2002年1月启动“Freedom CAR”计划该计划的主要内容是开发低成本、适合大规模生产的燃料电池汽车;开展政府和私人合作建设满足各种燃料电池汽车需要的国家氢能基础设施;支持在短期内降低石油消耗和环境污染的能源研究等。2003年1月启动“自由燃料”计划该计划的主要目的在于资助燃料电池和氢能研究;为美国向氢能经济过渡做准备;在氢气的制造、运输、储存以及分配的研发上进行投入;加快演示计划。与2002年的Freedom CAR计划合计投资17亿美元,在今后五年内支持燃料电池的发展。2003年2月公布总额10亿美元的“未来发电厂”计划为期10年的该计划目标是设计、建造和运行一个零污染的以煤为原料来制氢和发电的发电厂原型;封存至少90%的二氧化碳;验证二氧化碳隔离的有效性、安全性和长期性;建立二氧化碳监控的技术标准;解决以煤为原料零排放的制氢和发电技术的工程问题、经济问题和环保问题。2003年6月修订能源法案主要内容为加速氢能和燃料电池应用的能源法案修订案获得国会通过,法案具体要求美国在2010年前生产和使用10万辆燃料电池汽车,到2020年前生产和使用250万辆燃料电池汽车;要求美国在2010年前和2020年前建造满足燃料电池汽车需要的足够数量的加氢站。目前参议院的能源法案为氢能和燃料电池项目约提供30亿美元的资助。美国两大核心部门: 能源部( DOE) 和国防部( DOD) 均涉及氢能和燃料电池发展。能源部当前的特定目标主要有三个，即从现有的和未来的资源中获取氢能、自由汽车( Freedom CAR) 计划、燃料电池研究。国防部的研究则主要集中于氢能和燃料电池在军事方面的应用，研究的重点是PEM 和S0FC。其核心项目包括“高级电力和能源项目( APEP) ”、“热电电力生产”、为SOFC 系统的军事应用研发燃料发生器( 达到10 kW) 等。能源部燃料电池研究包括两个项目: 一是“氢能、燃料电池和基础设施技术项目”，为大量相对独立的研究活动提供帮助，对氢能生产、储藏和运输方面的技术进行整合，其主要目标是开发高效、低成本的燃料电池技术，同时建立高效、低成本的氢能输送基础设施网络。二是“自由汽车和汽车技术项目”，主要将资金集中支持涉及轻型汽车、燃料电池以及相关基础设施等方面的一些基础性的、具有风险的研究项目，包括混合型燃料电池汽车( FCV) 的研发、燃料电池补给站网络的建设，以及动力传动系统的研发等。21.2 商业化进展情况美国的国际燃料电池公司，现已设计出了使用天然气、功率达200 kW 电力的燃料电池发电机。为了将燃料电池用于便携式终端和汽车直至进入家庭，相当多的公司将重点放在了研发汽车用燃料电池上。作为未来交通可持续发展的解决方案，通用汽车认为以氢为能源的燃料电池将是21 世纪汽车的核心技术。通过降低成本和提高续程能力，通用汽车的目标是成为第一家售出100 万辆燃料电池车的公司。美国的H 动力公司已开发出45 kW 的燃料电池发电机。位于美国康涅狄格州的国际燃料电池公司，现已设计出了使用天然气、功率达200 kW 电力的燃料电池发电机。 2008 年，美国安装了大约50 套新的大型固定式燃料电池装置为用户提供分布式电源，世界上最大的固定式燃料电池装置4.8MW 的站内发电量，就位于美国新的世界贸易中心大楼内2；2009 年，康涅狄格州公共事业委员会已批准要建立9 座熔融碳酸盐燃料电池发电厂， 发电量共计27.3MW；俄亥俄州为实现本地二氧化碳的零排放，从加拿大巴拉德公司购买1MW 聚合物电解质膜燃料电池发电装置；美国能源部与联邦航空管理局、美国国防部正在实施安装43套燃料电池应急备用电源系统的项目。美国是燃料电池叉车的主要早期使用者，建立了明确的商业案例。继2008 年成功示范之后，美国国防后勤局在宾夕法尼亚州供应站安置了40 辆燃料电池叉车和室内加氢设施，并着手为另2 个供应站购买40 辆燃料电池叉车。燃料电池叉车的销售迅速扩展到商业设施，如5 个新的能源部项目计划在联邦快递、Genco 和Sysco 等公司部署300 多辆燃料电池叉车。其他燃料电池叉车的客户包括Central Grocers，NestleWater，Wal-Mart，Whole Foods，Bridgestone 和Coca Cola等。2.1.3 配套基础设施建设及政府支持美国正在运营的加氢站达到69 座， 规划中的加氢站38座。运营的69 座加氢站中，有9 座是在2009 年开放的，包括纽约的3 座，加利福尼亚州的2 座，以及科罗拉多州、南卡罗来纳州、西弗吉尼亚州和密歇根州各1 座。加利福尼亚州经营的加氢站总数达到了27 座。加州燃料电池联盟计划到2017 年要在加州部署46 座加氢站， 为预计在该日期之前能驶上道路的50000 辆燃料电池汽车服务。美国加州燃料电池合作组织CaFCP，于2010 年5 月4 日在美国国家氢能会议期间公布了其“氢燃料电池车与加氢站下一步实施计划”，对2009 年制定的2010 至2011 年的工作计划作了修改完善，旨在2011 年加利福尼亚的加氢站网络所能服务的氢燃料电池车从目前的数百辆扩大到数千辆， 并为2015 年燃料电池汽车市场化作准备。计划中要在加州新建7 座加氢站，并对原有4 座加氢站进行扩建改造，计划于2011 年底完成。加拿大现建有7 座加氢站，分别位于温哥华、萨里、北温哥华、高贵林港、维多利亚、温哥华机场和惠斯勒，是加拿大氢能长期发展计划的一部分。美国对氢能技术的重视由来已久，虽然目前仍处于示范阶段，但其氢能的技术条件已经成熟。有专家预测，美国燃料电池汽车、氢能生产和加氢基础设施的商业化可望在2015 年之前实现。按照美国氢能技术路线图，到2040 年美国将走进“氢能经济”时代。美国在2008 年底通过的“能源法案”将燃料电池系统的投资税收抵免延长至2016 年。该法案还将燃料电池的年度纳税信用上限从每0.5kW 每年500 美元上调至1500 美元，并提供2 年以补助金代替信贷的机会。2009 年4 月，“美国复苏与再投资法案”（ARRA） 为燃料电池行业制定了相关的税收激励措施，有效期至2010 年，这可能对短期的发展决策产生影响。这些措施包括：加氢站设施的税务减免增加到了设施花费的30%，高达20 万美元（之前的上限为3 万美元）； 居民联合使用的社区燃料电池装置的税务减免增加到3334 美元/kW（之前为1000 美元/kW）；商业燃料电池装置的税务减免现在没有足够的税务责任，适用于最低容量5kW 的燃料电池；为投资包括燃料电池技术开发在内的清洁能源技术开发项目的公司提供30%的税务减免。此外，美国交通部TIGGER 计划提供了1340 万美元的刺激经费用于燃料电池项目，为加利福尼亚州氢燃料电池公共汽车项目提供运营资金并出资购买固定燃料电池装置。2009 年5 月， 美国奥巴马政府曾欲把2010 年用于能源部能源效率和可再生能源办公室（EERE）氢与燃料电池研发项目的资金（1.69 亿美元）削减一半以上，只提供6800 万美元。为此，美国氢能协会、燃料电池协会（USFCC）、加利福尼亚州、南卡罗来纳州等州的代表团及相关团体密切合作，最终取得了美国国会的支持，EERE 的氢能与燃料电池项目获得1.74 亿美元的政府支持资金，比能源部所要求的建议拨款要高两倍多。此事件反映了在欧洲、日本等国的竞争下，美国政府、行业及民众充分认识到了氢能与燃料电池技术对美国保持在清洁能源领域领先地位的重要作用。美国能源部2011财年氢能与燃料电池技术预算总额为2.56 亿美元。2.2日本、欧盟的研发、利用及商业化进展情况情况2.21日本的研发现状及商业化进程日本经济产业部投资2.5亿美元的新的氢能计划:该计划从2003财政年度-2007财政年度,为期五年。旨在支持燃料电池车的市场化;为燃料电池车建立加氢基础设施;改善环境和确保能源供应。日本氢能和燃料电池演示计划:由日本经济产业部发起,时间从2002财政年度-2004财政年度。主要内容是由汽车公司共同参与燃料电池车演示计划。到目前为止,日本政府和企业已经正式建立了20多个不同制氢供氢方式的加氢站,其中包括工业副产品制氢供氢、天然气重整制氢供氢、液化气制氢供氢、电解制氢供氢、煤油重整制氢供氢、汽油重整制氢供氢、城市煤气重整制氢供氢、甲醇重整制氢供氢和石脑油制氢供氢等。其中有10个加氢站在东京附近。另外,日本经济产业部在日本全国实施了31个家用热电联供的燃料电池系统,并加快燃料电池相关标准的制定。日本自1974 年由经济产业省( METI) 提出“阳光计划( Sunshine Project) ”以来，对各种新能源开发一直非常活跃。1993 年进一步提出了新的阳光计划，主要致力于太阳能、风能、燃料电池、洁净煤技术的研发，并且寻求国际合作共同致力氢能系统的开发。目前，就各种燃料电池而言，PAFC 和MCFC 在日本已经得以应用。而应用于汽车领域的PEMF也进入了实用阶段，SOFC 的应用相对滞后一些，但在不远的未来也将投入商业化应用。2002 年8 月，日本推出了全球首辆获得政府认证的燃料电池汽车本田FCX14，从而在全球汽车行业引发了一场新的革命。当前，一些燃料电池制造厂家如巴拉德公司，正研发可供普通居民使用或便携式的燃料电池发电装置。从市场规模来看，2005 年日本PEMFC 的产值达到69 6 亿日元，是2004 年的3 1 倍。致力于PEMFC 研发与生产的企业主要有松下电子、EbaraBallard、日本石油( Nippon Oil) 、Idemitsu Kosan、丰田汽车、日立、东芝等。2005 年MCFC 的市场规模为8 513 日元。在MCFC 研发中占主导地位的是石川岛一播摩重工( IHI) 和Marubeni 公司。日本家用燃料电池系统的发展处于世界领先地位，正在成千上万的日本家庭示范推广。到2008 年底，日本家庭拥有超过3000 台燃料电池（PEM）热电联供（CHP）装置，可以使家庭的主要能源用量减少24，二氧化碳的排放量减少39。2009 年， 日本加速了家用燃料电池Ene-Farm 社区燃料电池计划的发展， 对于Ene-Farm 系列燃料电池产品具有划时代的意义。从2009 年5 月开始，松下东京燃气公司的Ene-Farm机组以大约330 万日元的价格出售3；7 月，由日本石油公司与日本三洋电气公司联合组建的合资公司Eneos Celltech 公司、东京燃气公司和东芝公司都表示，由其生产的社区Ene-Farm 装置开始面向市场发售。在2009 财年中， 日本销售了50006000 台家用燃料电池，经过1 年多的运营，日本的家用燃料电池认可率已经达到71。在日本， 日本政府开始租赁氢燃料电池汽车。2008 年9月，丰田公司宣布，它已开始以每月7700 美元的价格租赁最新的氢燃料电池汽车给日本政府，租赁期超过30 个月；丰田的Highlander 燃料电池混合动力汽车取得了单个满容量的压缩氢气罐可行驶431 英里（约694km）的续驶里程，和等效于4.55L 汽油行驶68.3 英里（约110km）的平均燃油经济性。2.2.2 欧盟的研发、利用及商业化进展情况情况欧盟从上世纪70年代开始研究氢能和燃料电池技术,投资额从第二研发框架(1988-1992年)的800万欧元增加到第五研发框架的1.3亿欧元。在20032006年的第六框架中,用于可持续发展和可再生能源技术的投资额增加到21亿欧元,其中2.5亿-3亿欧元将被用于燃料电池和氢能研究项目。由欧盟研发框架资助的主要项目有欧洲综合氢能计划、CUTE计划(欧洲清洁城市运输工程)、HYNET(氢能网)等。欧盟25 国在2003 年促成了“欧洲研究区( EuropeanResearch Area，ERA) ”，旨在从共同体的层次来开展更具战略意义的研发活动。该项目涉及诸多领域，包括纳米技术和燃料电池。作为该项目的一项内容，欧盟建立了大量的研发平台，其中就有“欧洲氢能和燃料电池技术平台( EHFCP) ”。该平台的目的在于向欧盟委员会推荐燃料电池和氢能技术发展的一些关键性领域，从而能够在“第7 框架计划( 7thFramework Programme( FP) ，2007 2012) ”中重点攻关。欧盟在“第6 框架计划”( 2002 2006 )( FP6) 第一轮资金支持中对氢和燃料电池相关项目共投入资金1 亿欧元，包括氢能制造( 1 460 万欧元) 、氢能贮藏( 1 070 万欧元) 、氢能安全及其标准制订( 750 万欧元) 、氢能的传输( 2 134 万欧元) 、氢能的最终应用( 1350 万欧元) 、高温燃料电池(1 510 万欧元) 、SOFC 燃料电池( 1 495 万欧元) 、便携式燃料电池( 275 万欧元) 以及其他通用技术研发( 21 万欧元) 。2.3 其他国家的研发、利用及商业化进展情况情况韩国：2009 年，韩国浦项制铁公司（POSCO）订购了68MW 的熔融碳酸盐燃料电池（MCFC），并开始在韩国境内大规模的生产MCFC 发电系统的辅助设备组件，POSCO 制定的新的燃料电池行业清洁发展机制（CDM）已经获得了联合国的批准，用以指导MCFC 的生产制造5。另外，三星公司在汉城外的发电厂安装了4.8MW 的燃料电池发电机组1。长期以来集中研究MCFC 和PAFC 在大型固定式电池方面的应用。目前，韩国政府认识到燃料电池技术是关系到国家未来经济增长的关键技术，因此将研发的范围进行拓展，研究燃料电池在交通运输以及移动电话领域的应用，并且致力于PEMFC和SOFC 的研究，还制订了“韩国燃料电池研发路线图”，详细地提出了阶段性目标，以及不同应用领域的燃料电池拟达到的性能指标，在资金投入方面来看，政府大大加强了在氢和燃料电池方面的投资力度，除此之外，很多大型企业也出资参与这一项目的研发和生产。冰岛:提出完全摆脱化石能源的束缚,在未来的几十年内,所有的交通工具均使用氢能。巴西:2002年巴西政府启动了国家燃料电池研究计划来支持创建燃料电池产业。该计划一直持续到2012年,2003-2004年的投资为300万美元。印度:筹备完成氢能实施纲要。由印度计委领导的一个小组将调查如何优化氢能技术,美国、日本和德国都在印度建立了加氢站。国际合作美国-欧盟:2003年6月26日,美国总统布什和欧盟领导人共同发表关于氢能经济的联合申明。申明指出,双方将加快在氢能经济开发上的合作;合作将基于技术、立法和商业等诸多层面,加快全球氢能经济的发展。美国-巴西:2003年6月24日,美国和巴西签署能源合作协议,该协议包括核能的开发利用以及氢能与燃料电池技术的研发。巴西是布什政府氢能经济国际合作计划的首个拉丁美洲国家。德国：德国高度重视发展氢能与燃料电池汽车当前德国在欧洲氢能和燃料电池技术领域处于领先地位, 其具体发展措施主要有以下4 点。1 政府制定了新的科技创新计划德国政府从国家经济发展、保持技术领先优势和确保能源安全的高度来评价氢能和燃料电池技术的发展。2007 年启动了“氢能与燃料电池科技创新计划(NIP)”, 在未来10 年内政府将投入5 亿欧元科研经费, 同时要求参与企业按50%的比例投入配套资金, 支持氢能和燃料电池领域技术的研发、示范和产业化项目。2 企业积极进行技术研发工作德国企业界认为燃料电池和不产生二氧化碳的氢能生产技术是提供未来清洁、环保、高效的交通能源和民用能源的重要技术解决方案。大众、奔驰和宝马等汽车公司都积极开展了氢能车辆研究,但所走技术路线不同。大众和戴姆勒克莱斯勒公司均选择燃料电池技术作为发展方向, 宝马公司则致力于氢内燃机技术的研发。2006 年底宝马公司新款7系氢内燃机轿车的推出, 标志着世界上第一辆氢能驱动、几乎零排放的家用轿车的诞生。该车装载氢气(8kg 液态氢), 具有氢与汽油两用的燃料发动机, 可通过仪表盘上的转换开关实现自由切换, 当氢燃料驱动时, 0100km/h 加速时间为9.5s, 最高车速为230km/h。与目前造价上百万美元的燃料电池发动机相比, 氢内燃机在成本方面有着巨大的竞争优势。3 政企合作联合开展示范推广工作。德国政府积极支持氢能与燃料电池技术的推广工作, 目前多个示范项目正在实施。2001 年底启动的“清洁能源伙伴计划”中, 德国共有6 家能源和技术公司以及5 家汽车企业参与。这些企业在各自业务领域内进行相应的技术示范, 其中宝马公司提供2 辆7 系氢内燃机汽车, 戴姆勒克莱斯勒公司提供10 辆燃料电池轿车, 福特公司提供3 辆燃料电池混合动力汽车, 通用、大众和BVG 公司负责运行其余12 辆氢内燃机和燃料电池汽车。该计划的二期“欧洲清洁城市交通项目”已于2007 年启动, 将研发和生产14 辆新型、高效的氢内燃机公交车。4 氢能法规和标准日臻完善。为确保氢能和燃料电池技术研发示范和推广，应用科学有序, 德国政府制定并执行严格的氢能法规和标准, 它们涉及氢能的生产、运输、加注、车辆使用及购买等。目前德国实行的相关标准主要来自联合国全球技术法规、联合国欧洲经济委员会法规、欧盟指令或法规以及德国国家指令或法规等。3 国内的研发状态及我国的商业化进程3.1研发现状及商业化进程中国对氢能的研究与发展可以追溯到20 世纪70 年代初，中国科学家为发展本国的航天事业，对作为火箭燃料的液氢的生产，H2 /O2燃料电池的研制与开发进行了大量而有效的工作。将氢和燃料电池作为能源载体和新的能源系统进行开发，则是20世纪70 年代的事。我国“863”计划和“十五”规划也对燃料电池这类新型能源给予了高度重视。相关基础理论研究连续得到国家自然科学基金和国家攀登计划的资助。部分高校还将燃料电池的研发纳入教育部211 工程重点建设项目并逐渐得到地方政府部门的支持且正在吸引一些电池生产骨干企业的参与。香山科学会议曾两次专门就“燃料电池研究现状与未来发展”进行了研讨。目前国内从事燃料电池研究的机构主要有中科院大连化学物理研究所、华南理工大学、中科院上海硅酸盐研究所、清华大学、上海交通大学等，这些研究机构对燃料电池都做了一系列的基础性研究。中科院大连化学物理研究所对PEMFC 进行了详尽的研究，并开发出多种功率等级的PEMFC。大连化学物理研究所经过多年的努力，目前已完成LiAlO2隔膜材料的制备、小电池设计及评价装置的建立。单电池性能已达到日本20 世纪80 年代中期水平，正准备开展百万级MCFC 装置的研制。华南理工大学的廖世军采用Si Mo 酸共沉积制备催化剂，所得催化剂活性非常高，他们用自己制备的催化剂组装的DMFC 的电压为0 38 V，电流大约在几十个毫安。上海交通大学率先在国内成功进行了1 115 kW的MCFC 发电实验，该项目目前已通过成果鉴定。另外，国内目前已有不少单位准备或正在开发燃料电池为动力的电动汽车，上海汽车工业( 集团) 总公司新世纪初以来全面加速新能源汽车研发进度，除了制成“上海”牌燃料电池轿车以外，于2006 年还成功试制了1 辆自主品牌的燃料电池客车。然而必须承认，欧美和日本在燃料电池的研制和应用上已经处于世界领先地位。但中国在燃料电池领域正在加紧步伐缩短和国外的差距，逐渐呈现快速发展的态势。从表1 和表2 可以看出，2001 年中国在该领域仅有1 篇论文，而在这之前都没有文章发表，直到2003 年才达到11 篇，从前一个5 年期的论文数世界排名第15 位，跃升至后一个5年期的第4 位，论文所占世界的份额更是从1 33%增加到7 04% 。中国在该领域科研能力的加强与提高，还体现在论文的被引频次上，从1994 年世界排名第28 位跃升到2003 年的世界第3 位。因此，在燃料电池的基本理论研究方面，我国与世界先进国家的差距不太大，但在结构优化、材料应用、关键部件的设计与生产方面还有一定差距。近年来，随着研究机构和经费投入的不断增加，我国对燃料电池催化剂的研究取得了可喜的成果，从事燃料电池原材料及半成品制造的公司开始不断出现，相信我国的燃料电池研究将出现一个崭新的局面。我国政府对氢燃料电池技术的研究开发也非常重视。在“九五”期间,国家科技部实施了燃料电池技术攻关项目,中国科学院实施了燃料电池技术重大项目,开发出百瓦级30kW级氢氧燃料电池及30kW燃料电池驱动的中巴车。“十五”期间,国家科技部在“863”电动汽车重大专项中设立了燃料电池电动汽车项目,“863”功能材料领域和可再生能源领域对质子交换膜燃料电池关键材料、熔融碳酸盐燃料电池、固体氧化物燃料电池的研究开发给予了大力支持。在国家的支持下,我国的燃料电池技术特别是质子交换膜燃料电池技术得到了迅速的发展,开发出45kW、60kW、75kW、100kW、150kW等不同规格的质子交换膜燃料电池组及电动轿车用净输出40kW、城市客车用净输出60kW、100kW燃料电池发动机,使我国的燃料电池技术跨入世界先进国家行列。前景展望能源与环境是人类社会发展的两项重要课题。随着世界人口的增加和经济的发展,化石能源短缺和大气污染日趋严重,开发可持续发展的能源体系是人类社会可持续发展的重要基础,而氢能和燃料电池技术是解决可持续发展能源体系的重要途径之一。预计在2015车燃料电池电动车、家用燃料电池热电联供体系将会在国际上商业化应用。基于此认识,我国当务之急是尽快筹建燃料电池和氢能技术的国家咨询机构,制定燃料电池和氢能技术的国家标准,并参与制定燃料电池和氢能技术的世界标准,加强国际合作,进而制定适合我国国情的向氢能经济过渡的国家规划。开展氢能技术和燃料电池应用基础研究和演示项目,推动燃料电池在交通运输、固定电源等主要应用领域的产业化进程,确保我国在新的氢能经济时代的国际竞争力。 中国在2008 年北京奥运会上成功组织和进行了23 辆燃料电池汽车的示范，2010 年上海世博会则投入近200 辆燃料电池车辆作为观光和服务用车，其示范规模和周期在全球范围内名列前茅。中国目前在北京和上海共有4 座加氢站在示范运行，分别是北京加氢站、绿能加氢站、上海浦东济阳路加氢站与安亭加氢站。上海世博会期间，还有2 座移动加氢站投入运行，与济阳路加氢站和安亭加氢站共同组成了国内首个氢基础设施网络，为世博示范运行的196 辆燃料电池汽车提供氢气。3.2 国家政府支持 按照“ 十一五” 科技规划部署, 先进能源技术领域要大力开发节能和能源清洁高效开发、转化和利技术, 积极发展新能源技术, 促进能源多元化。在“ 十一五” 期间,攻克一批能源开发、利用和节能关键技术与装备, 形成一批新兴能源产业生长点, 掌握新能源、氢能