首页 理论教育蚂蚁化学燃料电池与中国研究历程

蚂蚁化学燃料电池与中国研究历程

【摘要】:通过科学研究发现,蚂蚁“发动机”利用肌肉里的特殊燃料直接变成电能,省略了一般发电的中间过程,于是科学家们制造出了一种可以将化学能直接变成电能的燃料电池。中国的燃料电池研究始于1958年,最早是由电子工业部天津电源研究所研究的。20世纪70年代中国燃料电池的研究曾呈现出第一次高潮,其间中国科学院大连化学物理研究所研制成功的两种类型的碱性石棉膜型氢氧燃料电池系统均通过了例行的航天环境模拟试验。

▲氢燃料电池原理图

▲第一型装备燃料电池的潜艇(www.chuimin.cn)

自从瓦特发明蒸汽机后,人类开始了工业革命,以各种内燃机电动机和新能源带动世界的发展。根据我们学过的物理知识,这些机器都是通过能量的转化才得以实现的,在转化的过程中就不可避免地产生热能,散布到空气中或者机器本身,而这些热能是不可以回收的,所以这些机器的效率都在30%~40%左右。例如电动机需要电,而电需要火力发电,火力发电要靠烧煤使水变成蒸汽,蒸汽推动叶轮,带动发电机发电。在这个过程中间经过了将化学能变成热能,热能变成机械能,机械能变成电能的过程,在这一系列的能量转化过程中很大一部分的能量流失,而蚂蚁的巨大力量却给人们一个提高效率的启示。如果人类能够制造出一种微型的动力源,而这种动力源却有着强大的动力,仿佛蚂蚁的“肌肉发动机”一般,使用一种可以不经过燃烧的“燃料”,减少在能量转化过程中的热能损失,提高“发动机”的效率,就可以让许多微型的“发动机”一起来产生更加巨大的力量。试想一下,如果能够获得这样的“发动机”和“燃料”,那么人类的生活将会发生多大的变化,即使面对着石油即将枯竭的危机,全球气温变暖问题等等,人们认为只要能够实现与蚂蚁“发动机”类似的技术,将是另外一次的伟大革命。通过科学研究发现,蚂蚁“发动机”利用肌肉里的特殊燃料直接变成电能,省略了一般发电的中间过程,于是科学家们制造出了一种可以将化学能直接变成电能的燃料电池。这种电池的组成与一般电池相同,它是一种电化学装置。中国的燃料电池研究始于1958年,最早是由电子工业部天津电源研究所研究的。20世纪70年代中国燃料电池的研究曾呈现出第一次高潮,其间中国科学院大连化学物理研究所研制成功的两种类型的碱性石棉膜型氢氧燃料电池系统(千瓦级AFC)均通过了例行的航天环境模拟试验。另外中国科学院山西煤炭化学研究所开展了使煤气化热解的煤气在高温下脱硫除尘和甲醇脱氢生产合成气的研究,合成气中CO和H2的比例为1∶2,已有成套装置出售。目前燃料电池是一种正在逐步完善的能源利用方式,它不仅仅效率高,而且经济投资少。燃料电池正在不断应用到人们的生活之中。