碱性燃料电池

质子交换膜燃料电池

磷酸燃料电池

熔融碳酸盐燃料电池

固体氧化物燃料电池SOFC

直接甲醇燃料电池

• 1、甲醇重整制氢燃料电池（Reformed Methanol Fuel Cell，RMFC）是一种以甲醇生成的富氢重整气作为燃料的燃料电池系统，通常由甲醇重整系统与质子交换膜燃料电池电堆组成。不同于直接甲醇燃料电池，在这里甲醇经过一次转化生成氢气，氢气再进入质子交换膜燃料电池电堆发电。该架构利用了氢质子膜燃料电池电堆的高功率密度、高能效特点；同时，采用甲醇作为燃料电池输入能源，氢气即产即用，避免了氢气储存中的高压危险、运输中的效率低下及使用成本高等问题。与直接甲醇燃料电池相比，其能够满足大功率使用要求，弥补了DMFC功率低（很难达到1kW以上）的问题。因此，预计甲醇重整制氢燃料电池将会成为未来主流的燃料电池技术之一。主要优点：1. 甲醇转化率与利用率高，以甲醇高热值计算，整系统能效可达46%。2. 直接采用甲醇作为燃料，可利用现有的汽柴油加注系统完成甲醇分销加注，无需昂贵的加氢站，避免了氢气储运中低效与安全问题。3. 输出电流密度可以媲美纯氢燃料电池。主要缺点：1. 系统复杂度增加，增加了系统体积与重量。2. 需要额外的控制系统完成动态调控。
• 2、碱性燃料电池(alkaline fuel cell，AFC)采用如KOH、NaOH之类的强碱性溶液作电解质，传导电极之间的离子，由于电解液为碱性，与PEMFC不同的是在电介质内部传输的离子导体为氢氧离子OH- 碱性燃料电池(AFC)是最早进入实用阶段的燃料电池之一，也是最早用于车辆的燃料电池。1959年驱动叉车的培根(Bacon)型中温、中压氢氧燃料电池就是AFC。可以说，AFC是目前技术最成熟的燃料电池之一。主要优点1. 碱性燃料电池可以在一个宽温度(80～230℃)和压力[(2.2-45)×105Pa范围内运行2. 碱性燃料电池具有较高的效率(50%～55%)3. 性能可靠，可用非贵金属作催化剂，是燃料电池中生产成本最低的一种电池4. 通过电解液完全的循环，电解液被用作冷却介质，易于热管理主要缺点1. 电解液易受二氧化碳的毒化，不适合大气环境使用2. 循环电解液的利用，增加了泄漏的风险
• 3、质子交换膜燃料电池（proton exchange membrane fuel cell， PEMFC）是一种以质子交换膜作为电解质层的燃料电池，其单电池由阳极、阴极和质子交换膜组成，常以氢气作为燃料，空气或氧气作为氧化剂，是目前常见的燃料电池技术。在阳极发生氢气氧化生成质子与电子，阴极为氧气还原的场所，质子交换膜仅传递质子，而氢气所失去的电子则从导线通过形成电流，进行发电。主要优点：1. 能效高，功率密度大2. 可在室温下快速启动3. 可作为移动电源使用4. 运行安静、污染排放低主要缺点:1. 易一氧化碳(CO)中毒2. 存在氢气来源及储运问题
• 4、磷酸燃料电池（Phosphoric Acid Fuel Cell, PAFC）是以浓磷酸为电解质，以贵金属催化的气体扩散电极为正、负电极的中温型燃料电池。可以在150～220℃工作。具有电解质稳定、磷酸可浓缩、水蒸气压低和阳极催化剂不易被CO毒化等优点，是一种接近商品化的民用燃料电池主要优点：1. 不易被CO毒化2. 技术成熟主要缺点：1. 冷启动时间久2. 不适合中小型移动电源，仅适合固定式发电站
• 5、熔融碳酸盐燃料电池（Molten Carbonate Fuel Cell，MCFC）是由多孔陶瓷阴极、多孔陶瓷电解质隔膜、多孔金属阳极、金属极板构成的燃料电池。其电解质是熔融态碳酸盐。MCFC属高温电池，工作温度650~700℃。主要优点：1. 非贵金属催化剂2. 高品位余热可用于热电联供主要缺点：1. 二氧化碳(CO2)必须再循环2. 电解质具有腐蚀性3. 材料昂贵
• 6、固体氧化物燃料电池(Solid Oxide Fuel Cell，SOFC)属于第三代燃料电池，是一种在中高温下直接将储存在燃料和氧化剂中的化学能高效、环境友好地转化成电能的全固态化学发电装置。被普遍认为是在未来会与质子交换膜燃料电池(PEMFC)一样得到广泛普及应用的一种燃料电池。主要优点：1. 催化剂为非贵金属2. 高品位余热可用于热电联供3. 较高功率密度主要缺点：1. 启动时间长，因操作温度在650～1000℃，为保护电池组件，升温速率不能太快，5-10℃每分钟升温，启动时间在65分钟至200分钟2. 常用电极材料含贵金属、稀土元素，导致原料成本高3. 固体氧化物燃料电池在高温运行下的寿命仍需考证
• 7、直接甲醇燃料电池（Direct Methanol Fuel Cell，DMFC）属于质子交换膜燃料电池（Proton Exchange Membrane Fuel Cell，PEMFC）中的一类，直接使用甲醇水溶液或蒸汽甲醇为燃料供给来源，而不需通过甲醇、汽油及天然气的重整制氢以供发电。相较于质子交换膜燃料电池(PEMFC) ，直接甲醇燃料电池 (DMFC) 具备低温快速启动、燃料洁净环保以及电池结构简单等特性。这使得直接甲醇燃料电池 (DMFC)可能成为未来便携式电子产品应用的主流。主要优点：1. 直接甲醇燃料电池期望工作温度为120℃以下，其效率为40%左右2. 无重整、转化装置，体积小、质量轻、系统简单、燃料丰富、价格低廉、储存方便主要缺点：1. 存在甲醇渗透问题2. 与氢燃料电池相比，其电流密度低、使用寿命短