燃料電池種類表(2 / 3)

90年代初,日本還開始研製一種超微型“生物燃料電池”,它的原理同以氫為燃料的電池一樣,但它是以人的血液中的葡萄糖為主要燃料的。它的主要用途是為人造胰髒器官提供動力,將其埋藏於病人體內。它可產生的最高電壓估計為11伏特,電流強度為01安培。

專家們預測,隨著燃料電池發電技術的進一步突破,作為新型電源供應係統,到21世紀中期,有可能取代火力發電,形成強大的燃料電池發電網絡,成為重要的二次能源。開發“第五能源”——節能

開源節流

中國有句最常用的成語:開源節流。這句極富深刻辯證哲理的名言用到解決能源問題上,可說是再貼切不過得了。

1973年發生的第一次世界性的能源危機,極大地震憾了全球,人們第一次感受到能源短缺對於各國經濟發展的巨大威脅,厲行節約,盡力減少能源消耗已迫在眉睫。人們經過研究,驚奇地發現現有的耗能設備和耗能方式,竟使世界能源總量的50%~70%被白白浪費掉了!這種形勢迫使人們認識到:節能,是與開發煤炭、油氣、水力和核能並舉以解決能源危機的根本途徑。人們自覺不自覺地把節能譽為“第五能源”——它可能比通常任何一種能源會更有效地“增加”能源。

當前,世界又麵臨新一輪能源危機,新型能源的開發利用尚未成熟。在世紀交替之際,一麵抓緊開發新能源,一麵厲行節約,盡可能合理使用珍貴的能源,就成了世界性的重大課題。

節能,就是指提高能源效率,即提高有效利用能量與能源總體內含的能量之比。當今世界,這已成為衡量一個國家能源利用好壞的一項綜合性指標,也是一個國家科學技術實用水平高低的重要標誌,同時又是解決一個國家能源問題的可靠途徑。節能的主要目標是提高設備的能量利用率,極力減少餘熱排放量。

據國際能源機構統計和預測,全球能源消費量1960年至1985年期間增長了125%;今後雖然由於多種因素,將會使能源消費量增長速度有所降低,但在1985年至2020年期間的世界能源消費量仍將增長50%~75%。而同時世界能源生產速度卻遠不可能同步增長,比如,在1983年時曾估計到2020年時,新能源資源將占6%,但到1990年時預測值減為15%~3%。常規能源的增長速度也不會超過20%。如此大的缺口,如何彌補?

因此,積極有效地開展節能工作,普遍采取開發與節約並重的方針,必將取得重大突破。據專家估計,能源需求量依靠節能可減少25%~30%。世界瞭望學會的一位專家認為,美國在不使公眾生活水平下降的情況下,可以節省目前所消耗能源的50%。日本學者認為,到2000年時,日本可以節省能源245%。我國專家也指出,如果從1980年至2000年,我國能使節能量達到95~10億噸標準煤,單位國民生產總值由每億元消耗能源1034噸標準煤,下降到611噸標準煤,就能在能源上保證到2000年實現國民經濟翻兩番的發展目標,或者說,實現經濟發展戰略目標的真正出路在很大程度上要依靠節能。

隨著世界產業結構的調整,高新技術裝備的不斷湧現,工藝流程的不斷改進,“高能耗型”產業結構必須逐步全麵向“節能型”、“智能型”和“高增殖型”產業結構轉變,耗能少的高技術產業應成為骨幹產業,使能源消費模式更趨向科學合理,這已成為全球生產和生活在能源方麵的大趨勢,

經過近些年的努力,世界各國專家們已尋求開發了多種節能技術,其中包括:使用新型高技術裝備改進能源消耗方式;降低生產過程的能耗,回收生產過程各階段所釋放的熱能;開發多種高效實用的新型能源轉變形式,以適應高新技術發展的需求;采用能效高的新生產程序,盡可能使用耗能低的材料和產品;等等。令人欣慰的是這些節能技術已獲得了進步,發揮了重要社會經濟效益。

不燒汽油的電動汽車能風馳於世

近百年來,人們所見所用差不多都是用汽油或柴油作燃料的汽車、坦克、拖拉機、摩托車,真正能見到用蓄電池驅動的汽車,也就是工廠內、車站上運送貨物的“電瓶車”,可為了開辟節能新途徑,電動汽車卻又要悄然複出,重新崛起。

用電力代替汽油燃料,最重要的是要有高能蓄電池,這項技術一直是電動汽車發展進程中的關鍵問題。國外對於大功率電池組的發展越來越重視,用這種能源替代化石燃料生成電能,具有重大意義,既可擺脫依賴石油作能源的困惑,又可減少環境汙染,因而被視為重要出路之一。近些年來,許多國家都在抓緊研究開發這一高技術產品。最近,德國終於開發出了高人一籌的“鈉-硫高能蓄電池”。這種電池是利用鈉(作負極)和硫(作正極)的電化學係統,加上β—氧化鋁的特殊材料構成,並采用能傳導鈉離子的固體陶瓷作電解質,大大提高了能量密度,最佳能量—重量比為120瓦小時/公斤,每克鈉可產生117安培的電流。這種電池充8小時電後,使用2小時再測量時,蓄電容量仍有90%。也可用90分鍾甚至60分鍾快速充電,總壽命為1000次充放電,可保證行駛15萬公裏。其體積比鉛電池減少一半,重量減少75%。經70輛轎車運行試驗表明,最高時速可達120公裏,從靜態到時速50公裏,隻需7秒鍾,每百公裏耗電量平均為25千瓦時,電費5馬克,而燒油汽車則需12馬克。這種電池唯一不同於傳統鉛電池的特殊使用要求是:要在300℃~400℃下才能進行化學反應,但德國科學家已利用電子溫度控製技術使溫度問題得到解決。

德國RWE電力公司1991年還與英國一家公司在曼徹斯特市聯合修建了一座生產鈉—硫蓄電池工廠,並決定動員把“大眾—高爾夫”牌75輛小轎車,改裝成電動汽車,進行試驗。

日本在研究高效蓄電技術方麵發展也很快,和德國的進展速度不相上下。1992年1月東京電力公司宣布,他們從1991年10月開始對100千瓦級鈉—硫電池進行係統化試驗結果表明,這種電池充放電效率達到90%~91%的世界最高水平。這個高效大容量蓄電裝置安裝在川崎市變電所內,有6750個電池組成,每充電4小時,達到440千瓦時,放電可達400千瓦時。這項試驗產品小型化後,就可為電動汽車提供高效動力係統。