蔣三平教授Natl.Sci.Rev.：燃料電池技術展望

【引言】

自1839年G.R.Grove首次提出了燃料電池的概念後，其迅速成為了能源研究領域的熱點。燃料電池是能夠實現電化學和化學能相互轉化的高效、清潔的裝置。通常來說，氫氣、甲醇、乙醇和天然氣等碳氫化物可作為燃料電池的燃料，相比於傳統的內燃機，燃料電池能夠實現高效的電能轉化，減少溫室氣體的排放。目前，燃料電池被認為是最有發展前景的能量轉化裝置，深受科研工作者喜愛，同時，大量的科學研究和政府的大力支持也推動著燃料電池的迅速發展。燃料電池可分為質子交換膜燃料電池、鹼性燃料電池、磷酸燃料電池、固態氧化物燃料電池和熔融碳酸鹽燃料電池。不同種類的燃料電池，其應用範圍和技術限制也不盡相同。

【成果簡介】

近期，澳大利亞亞科廷大學蔣三平教授（通訊作者）等人在National Science Review (《國家科學評論》)上以 「Prospects of fuel cell technologies」為題發表了關於燃料電池技術的展望。文中主要介紹了質子交換膜燃料電池、陰離子交換膜電池和固態氧化物燃料電池的相關概念和發展現狀，提出了目前燃料電池存在的瓶頸和亟待解決的問題，並展望了燃料電池技術商業化應用的發展前景。

【圖文導讀】

圖1. 燃料電池概念總覽圖

根據燃料電池的反應溫度可分為5類，分別為：800-1000℃範圍內的固態燃料電池、600-650℃範圍內的熔融碳酸鹽燃料電池、80-160℃範圍內的磷酸燃料電池、20-80℃範圍內的質子膜燃料電池和鹼性燃料電池。

圖2 燃料電池系統的商業化應用

【小結】

本文詳細的敘述了有關燃料電池技術的相關概念和發展，介紹了燃料電池的分類和燃料電池在大面積推廣應用面臨的問題，通過對質子交換膜燃料電池和固態氧化物燃料電池的分析和闡述，引出了溫度控制在燃料電池應用方面的重要性，並且提出了高溫質子交換燃料電池和鹼性陰離子交換膜燃料電池的優勢和應用前景，燃料電池技術面臨著很多挑戰，而在眾多技術難題中，電解液可能最具有挑戰性。如果能在鹼性燃料電池和高溫質子交換膜燃料電池領域有所突破，那麼毫無疑問將會為燃料電池的應用帶來新的曙光。最後作者寄希望於科學技術和工程技術的結合，來快速實現燃料電池的商業化應用。

【通訊作者簡介】

蔣三平教授現任職於澳大利亞科廷大學燃料與能源技術研究員副院長，主要從事環境材料、新能源以及燃料電池等研究。已在Chemical Society Reviews、Advanced Materials和Chemical Communications等刊物上發表論文總計500餘篇，引用次數達到19982次，H因子為57。

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