早在150年前，科学家就提出了燃料电池作为电源的设想。20世纪80～90年代，燃料电池的开发由实验室进入半商业化应用。尤其近几年，环保呼声日趋高涨，燃料电池的商业化获得了空前的机遇——

据美国克里夫兰市场咨询公司最近的调查，过去10年西方汽车商在研究开发燃料电池上的投资高达100亿美元，其中80%用于开发车用燃料电池。预计，未来5年西方在该领域的投入至少还将增加40忆美元。燃料电池汽车的发展大有超过呼声很高的蓄电池电动汽车之势。

理想的环保能源

美国航空航天局近日宣称，一个名为“航空环境”的设计小组预计能在2003年使一艘轻质无人太阳能飞机在太空中飞行6个月。不过夜晚无法利用太阳能，除非能量被储存起来，但飞机又因为自重太轻，无法携带电池。那么用什么来解决这个问题呢？答案是可再生燃料电池。一部分聚集的太阳能被用来分解水，从而产生氢气和氧气。两者混合燃烧，为飞机提供能量，同时形成可被再次转变为燃料的水。

图为三菱公司开发的燃料动力汽车MFCN

把氢通过电化学反应转化为电、热和水的燃料电池虽然还处于初期阶段，但是发展速度很快。加拿大的巴拉德能源系统公司和美国燃料电池能源公司最近几个月已开始把试验项目转化为商业产品。

巴拉德在运输市场的燃料电池方面拥有专长，该公司已签订了一项为10座欧洲城市中的30辆公共汽车提供燃料电池的合同；而美国燃料电池能源公司正在生产给电站使用的大型燃料电池，根据与美国安龙公司的一项协议，该公司赢得一份向康涅狄格州供应燃料电池的合同。

燃料电池将以多快的速度用于运输市场，取决于汽车和石油工业界达成共识，即使用什么样的氢燃料。理想的解决方案是纯净的氢气，科学家也在考虑使用甲醇或者普通汽油通过转换器产生氢气的方案。但石油公司认为这将需要很大的存储空间并且要以很大的成本在世界各地建立一套新的燃料基础设施。

工业界的评论人士对电站用燃料电池有更大的信心。美国独立的研究调查机构——联合商业情报所2000年3月发表的研究报告认为，未来10年全球燃料电池的发电能力将从2001年的75兆瓦上升到1.5万兆瓦，美国、德国和日本预计会处于领先地位。其中，微型涡轮机则被人们视为向燃料电池发展的一个中间步骤，它能够使用如天然气、丙烷、柴油、煤油和甲烷等传统的燃料实现小规模高效发电。

燃料电池系统家用化

最近，美国纽约的Plug Powre公司成功地演示了一种利用天然气的燃料电池系统，从而朝着两年后推出适合居家使用的燃料电池技术的目标迈出了重要一步。

将天然气转换成电能是燃料电池技术的“突破”，这意味着美国使用天然气取暖和烹任的7000多万个家庭最终将可以满足他们对能源包括电力的需求。该公司称，通过把天然气这样的低成本燃料与高效燃料电池技术结合在一起，消费者的电费开支估计将比目前减少20%。

由Plug Powre公司开发的适合居家使用的“质子交换膜”系统包括燃料电池仓、电力稳定器和燃料处理器，该公司计划在2002年向市场推出这种天然气燃料电池。

在日本，供家庭使用的燃料电池已经投放市场。由三洋电机公司研制的输出功率为1000瓦的家用小型燃料电池，投放市场后颇受用户欢迎。这种燃料电池是固体高分子型燃料电池，采用氟树脂类高分子膜。与磷酸型燃料电池相比，这种燃料电池在电解质处于低温时也能有效使用，而且从准备到可以使用所需时间短，适合家庭和商店应急之用，也可供户作业使用。

鉴于近年来手机普及加快，厂商很快将其列为延伸燃料电池技术的目标。美国曼哈顿科学公司不久前宣布，该公司成功地进行了一次用燃料电池驱动的手机电池的试验。该公司能够利用这种小型电池使一部移动电话保持待机状态24小时。这种电池与为汽车研制的燃料电池的工作原理相同，此项研究的目的旨在开发一种可通过氢与氧之间的化学反应产生电力的燃料电池。

曼哈顿科学公司正在致力于开发可在所有便携式电器上使用的小型电池，这种小型电池既可工作较长时间，又可减少对环境的危害。据该公司称，这类电池将来有望使一部数字式移动电话的待机时间保持6个月之久，通话时间维持一周。

利用再生能源

为了降低成本，能否利用再生能源作为燃料电池的能源？答案是肯定的。日本横滨一家研究所已研制出了一种高效发电的“燃料电池系统”。这种“燃料电池”使用的燃料是污泥中产生的有机气体。据悉这项发明在世界上尚属首次。

燃料电池技术正在同环境保护结合起来。通常作为燃料电池燃料的氢是液化天然气合成的，日本横演市注意到下水污泥中产生的有机气体中含有高达65%左右的沼气，用双层的氮氧化物和硫氧化物过滤装置提高沼气纯度，合成用于生成燃料电池所需的氢。实验证明，这种燃料电池每小时可产生90立方米的沼气，发电能力达200千瓦。去年，该市北部污泥处理中心将市内5处污水处理场的污泥收集在一起，每天可产生5万立方米的有机气体。

鉴于燃料电池技术已出现新的突破，各大公司对它的兴趣倍增。但燃料电池目前仍然不适合大批量上市，原因主要是家用和车用的燃料电池发电机依然价格过高。这也就是为什么家用燃料电池实验一直由公司赞助的原因。目前，一台家用燃料电池发电机的价格大概在每台1万美金，预计到2005年左右，家用燃料电池发电系统的价格可降到5000美元以下。

汽车是燃料电池最大的潜在用户。如果能把80KW功率的车用燃料电池的价格降到能与汽油机相抗衡，那时利润就难以估计了。如今质子交换膜型燃料电池每千瓦造价超过2000美元，必须将造价降到每千瓦50美元左右才能吸引汽车制造商们。尽管这需要艰苦的努力，但每年全世界大约5200万辆的汽车产量使潜在的市场极为惊人。

微型燃料电池实用化

未来的因特网是移动的，网民无论在什么地方都可以通过手机、掌上电脑、手提电脑进入多媒体世界。然而，频繁的使用这些设备，靠什么能源来支持它们呢？

今后的发展趋势人们可以用移动电脑、便携式摄录机或者手机在因特网上漫游。将来，通过像GPRS移动通信中的新的传输技术，顾客可以昼夜同因特网联网。前提是：电池能经受得住。尽管电池工业明显改善了蓄能器的功率，但是，联网的新增机器对电的需求量明显增加，而且需求量增长的速度快于电池功率增加的速度。

图为福特公司与日本联合开发的Premacy-FC-EV燃料电池汽车

如今，微型燃料电池将提供一条出路，它们能够提供较高的能量密度，而且随时可以再充电。当储存在金属管中的氢消耗完时，金属管可以马上更换。燃料电池应用于小型发电站和汽车是众所周知的。多数情况下，电池组提供的功率从1千瓦到几百千瓦。燃料电池直接以电化方式发电。现在，有5种不同的发电方式。它们的主要区别在于电解质和操作温度。在薄膜燃料电池的研究方面取得的进展最大，它首次被用于美国的航天计划。

薄膜燃料电池有“快速启动电池”之称；这种电池在相当低的温度时也可以发电，而且不产生有毒和腐蚀性的物质，因此被认为是耐用可靠的。正因为如此，这种电池也完全适合家用。这对经常开关和启动机器来说尤为重要。

早在1998年春天，德国夫琅禾费协会太阳能研究所在聚合薄膜燃料电池的基础上，推出了一微型电站——由氢作电能的样机的功率为20瓦。太阳能研究所的科学家乌尔夫 · 格罗斯乐观地认为，如果氢能够满足需要，那么到2005年这个技术就可以走上市场。同时，科学家们也在研制一种甲醇燃料电池。这种电池使用的燃料是液体甲醇；然而在实用性方面，它显然比不上聚合薄膜燃料电池。

目前，聚合薄膜燃料电池的价格最贵，每平方米的价格大约是1万马克。随着大规模生产以满足汽车工业的需要，价格显然也会降下来。

汽车业是个大户头

2001年1月，底特律汽车展上通用、福特、戴姆勒-克莱斯勒、本田、丰田和其他汽车制造商已推出以燃料电池供给动力的大马力电动汽车。专家们相信，这种汽车将在2003年或2004年上路。通用汽车公司在车展中推出了其“规则”（Precept）5座概念车型，并声称此款汽车更换一次燃料可行驶800公里，时速最高可达190公里。

图为本田公司开发的FCX-V4新型燃料电池汽车

鉴于燃料电池作为汽车电力十分理想，福特汽车公司董事长威廉 · 克莱 · 福特预言，汽油和柴油发动机最终将寿终正寝。市场分析家说，如果燃料电池继续以现在这种高速度发展，最后一家汽车发动机制造厂可能会在21世纪中叶关闭。

近两年，投资燃料电池已趋热门。去年，微软公司的董事长盖茨已经悄悄地购买了Avista公司5%的股权，这家公用事业公司是Avista Labs公司的母公司。Avist Labs公司正在开发一种家用燃料电池发电装置，该装置具有足够的功率（4千瓦）来提供一个家庭所需的全部电能。盖茨显然是开了先河，相信投资者会蜂拥而入。

欧洲已有五家汽车商对研发燃料电池汽车进行投资。奔驰公司已试验了多种燃料，包括成本较低的甲醇，奔驰公司希望赶在美、日的前面将燃料电池汽车投放市场。目前已有公交型和小型商用燃料电池汽车进入半商业性试验。法国的雷诺公司已研制成功远程燃料电动汽车。据称，这种汽车靠低温下储存的液态氢来生产电力，可持续行驶500公里。

日本于20世纪80年代初开始发展燃料电池。早在1996年10月，丰田汽车公司宣称研制成功以氢为燃料的车用燃料电池，并计划在2002年使这种燃料电池汽车实用化。

期待降低成本

目前，阻碍燃料电池商业化的主要原因是成本问题。业内人士认为，造成目前成本居高不下的主要原因，是“燃料电池还没有投入大批量生产”。所以，加拿大研发、生产燃料电池的巴拉德能源系统公司动用了一大笔资金来开发批量生产的技术，这项举措得到了戴姆勒一克莱斯勒和福特公司的大力资助。但只有当此举能使功率为80千瓦的汽车燃料电池的成本降到足以与汽油发动机的价格竞争时，它才会带来收益。

目前全世界每年要制造大约5200万辆汽车，这是一个多么庞大的潜在市场，相当于所有燃料电池市场的总和。巴拉德公司计划到2005年前后要逐渐将燃料电池的年产量提高到30万台。据悉，该公司将开始生产建筑工地使用的便携式燃料电池发电机组，2002年再增加公共汽车发动机的生产，之后在2003年开始小批量生产汽车用燃料电池。

此外，韩国、墨西哥、巴西等国也引进了西方技术，开始研制燃料电池汽车。韩国的现代公司宣称已研制成功氢气燃料电池汽车，并拟在北美寻找合作生产伙伴。墨西哥则希望利用其地理优势，力争吸引美国汽车商在本国建立燃料电池汽车生产据点。