前不久，我國第一艘燃料電池游艇“蠡湖”號(hào)完成試航。這標(biāo)志著我國燃料電池在船舶動(dòng)力上的實(shí)船應(yīng)用邁出關(guān)鍵一步。
與傳統(tǒng)船舶動(dòng)力裝置不同，燃料電池是一種未經(jīng)燃燒就能把化學(xué)能轉(zhuǎn)化為電能的裝置，屬于21世紀(jì)繼水力發(fā)電、熱能發(fā)電和原子能發(fā)電之后的第四種發(fā)電技術(shù)。
提及燃料電池的誕生和發(fā)展，還得追溯到1839年。當(dāng)時(shí)，英國物理學(xué)家威廉·葛洛夫發(fā)明了燃料電池，并用它點(diǎn)亮了倫敦講演廳的照明燈。后來，由于受材料、資金、市場等多方面因素限制，對(duì)燃料電池的研究和開發(fā)幾經(jīng)反復(fù)，直到20世紀(jì)才得到發(fā)展。
早期燃料電池發(fā)展，焦點(diǎn)集中在軍事空間等專業(yè)應(yīng)用及千瓦級(jí)以上分散式發(fā)電上。但隨著技術(shù)進(jìn)步，它用途更加廣泛，既可應(yīng)用于軍事、空間、發(fā)電廠領(lǐng)域，也可應(yīng)用于船舶、機(jī)動(dòng)車、移動(dòng)設(shè)備和居民家庭等領(lǐng)域。
近年來，我國船舶產(chǎn)業(yè)不斷發(fā)展進(jìn)步，各項(xiàng)研究也不斷深入，傳統(tǒng)船舶動(dòng)力裝置如柴油機(jī)和燃?xì)廨啓C(jī)，都存在能效轉(zhuǎn)換率低、環(huán)境污染重、燃料單一等缺陷。多年來，科學(xué)家們始終致力于尋找既有較高能源利用效率、又不污染環(huán)境的能源利用方式，而燃料電池正是比較理想的選擇。
——高效率。燃料電池將燃料的化學(xué)能直接轉(zhuǎn)化為電能，因此不會(huì)產(chǎn)生大量廢氣與廢熱，可避免中間轉(zhuǎn)換能量的損失，轉(zhuǎn)化效率超過50%（傳統(tǒng)柴油機(jī)或燃?xì)廨啓C(jī)的轉(zhuǎn)化效率一般在25%～40%），高效率即意味著高經(jīng)濟(jì)性。
——低排放。燃料電池以天然氣等富氫氣體為燃料時(shí)，二氧化碳的排放量比傳統(tǒng)熱機(jī)減少40%以上，這對(duì)緩解地球溫室效應(yīng)十分重要。另外，燃料電池使用中只進(jìn)行電化學(xué)反應(yīng)，沒有高溫燃燒過程，因此幾乎不排放氮和硫的氧化物，減輕了對(duì)大氣的污染。
——燃料多樣化。對(duì)于燃料電池而言，只要含有氫原子的物質(zhì)都可作為燃料，例如天然氣、石油、沼氣、酒精等。為此，燃料電池非常符合能源多樣化需求，既能減少對(duì)石油產(chǎn)品的依賴，也可減緩主流能源的耗竭。
此外，燃料電池還具有噪聲小、可靠性高、操作方便、易于建設(shè)等優(yōu)點(diǎn)，備受人們青睞。
不過，在民用船舶領(lǐng)域，燃料電池目前尚不具備大規(guī)模應(yīng)用的條件，主要是受其成本、安全、壽命等多種因素影響。同時(shí)，燃料電池燃料供應(yīng)與提取、安全性、響應(yīng)時(shí)間也需進(jìn)一步改進(jìn)。
“隨著技術(shù)的不斷革新，以及國際公約法規(guī)對(duì)船舶排放要求的日益嚴(yán)格，燃料電池將有可能打破現(xiàn)有船用動(dòng)力系統(tǒng)格局?！毕嚓P(guān)研究人員表示，燃料電池船舶在不久的將來能否“唱主角”，還需拭目以待。
上圖：我國首艘燃料電池游艇“蠡湖”號(hào)。