燃料電池是一種將燃料與氧化劑的化學能通過電化學反應直接轉換成電能的發(fā)電裝置。主要由正極、負極、電解質和輔助設備組成。

發(fā)達國家都將大型燃料電池的開發(fā)作為重點研究項目，企業(yè)界也紛紛斥以巨資，從事燃料電池技術的研究與開發(fā)，現(xiàn)在已取得了許多重要成果，使得燃料電池即將取代傳統(tǒng)發(fā)電機及內燃機而廣泛應用于發(fā)電及汽車上。

燃料電池關鍵材料催化劑產(chǎn)業(yè)化生產(chǎn)難題，已被清華大學氫燃料電池實驗室與武漢一家科技公司的聯(lián)合研發(fā)團隊攻克。目前，該催化劑獲得17項專利，產(chǎn)能達到每天1200克，且價格僅為進口產(chǎn)品一半。

催化劑作為燃料電池核心材料，其綜合性能與國產(chǎn)化直接關系到我國燃料電池技術的核心競爭力及其產(chǎn)業(yè)化前景。但相關知識產(chǎn)權一直掌握在西方少數(shù)發(fā)達國家手中，催化劑核心材料長期依賴進口的高成本現(xiàn)狀，制約了我國氫能產(chǎn)業(yè)的自主發(fā)展。

據(jù)前瞻產(chǎn)業(yè)研究院《中國燃料電池行業(yè)市場前瞻與投資戰(zhàn)略規(guī)劃分析報告》數(shù)據(jù)顯示，燃料電池主要分為六種類型，其中PAFC、DMFC、PEMFC這三種類型使用鉑系金屬催化劑。

2015年，清華大學與武漢喜瑪拉雅光電科技股份有限公司開展校企深度合作，聯(lián)合利用清華大學催化劑制備工藝開展Pt／C催化劑的量產(chǎn)技術攻關。目前，催化劑產(chǎn)能達到1200克／天的規(guī)模，可滿足40臺36kW燃料電池電堆使用，并具備大規(guī)模工業(yè)化生產(chǎn)條件。該系列成果徹底打破少數(shù)國家對該技術的長期壟斷，且價格僅為同類進口產(chǎn)品一半。

催化劑系列化產(chǎn)品已應用在中科院、高校和多家燃料電池公司的燃料電池電堆中。今年底，采用該催化劑生產(chǎn)的氫燃料電池可達1000臺。

攻關團隊帶頭人、清華大學氫燃料電池實驗室主任王誠表示，下一步團隊將繼續(xù)提升催化劑的各項指標，提高對硫化物、氮化物等雜質的耐受性，為我國燃料電池國產(chǎn)化不斷注入強大動力。

工業(yè)化和商業(yè)化的絕大多數(shù)問題都可以歸結到成本之上，燃料電池亦不例外。近10年來，燃料電池的成本控制一直是研究機構和實業(yè)界最重要的目標之一。

燃料電池屬于清潔能源的一部分，由于其反應過程就是無污染的水反應，反應過程不會產(chǎn)生污染物，其主要污染物來自于燃料，可能存在氮氧化物等污染。相對于普通火力發(fā)電的空氣污染以及傳統(tǒng)電池的重金屬污染而言，燃料電池對環(huán)境的污染程度遠遠降低。

燃料電池的高效率、無污染、建設周期短、易維護以及低成本的潛能將引爆21世紀新能源與環(huán)保的綠色革命。如今，在北美、日本和歐洲，燃料電池發(fā)電正以急起直追的勢頭快步進入工業(yè)化規(guī)模應用的階段，將成為21世紀繼火電、水電、核電后的第4代發(fā)電方式。燃料電池技術在國外的迅猛發(fā)展必須引起我們的足夠重視，現(xiàn)在它已是能源、電力行業(yè)不得不正視的課題。