中國儲能網(wǎng)訊：近日，主題為“氫能燃料電池技術”的西苑沙龍會議在京召開。與會專家對氫能燃料電池技術的發(fā)展現(xiàn)狀、應用前景、技術瓶頸以及發(fā)展趨勢等進行了深入、廣泛的研討，對我國氫能燃料電池技術在關鍵技術、示范和產(chǎn)業(yè)化應用等方面與發(fā)達國家間存在的差距進行了分析，提出了未來發(fā)展目標和技術路線，同時，針對我國燃料電池技術發(fā)展特點，從政府和政策層面提出了相關建議措施。
■ 專家說
潘牧
武漢理工大學教授、博導，武漢理工新能源公司總經(jīng)理：
近年來，氫能燃料電池無論從研發(fā)投入、技術成果還是燃料電池、制氫產(chǎn)業(yè)來看，國際氫能燃料電池都處于持續(xù)增長的局面，其市場將隨時迎來爆發(fā)性增長。
研發(fā)、示范氫能燃料電池的生產(chǎn)、供給和儲存技術，實現(xiàn)智能住宅、智能建筑和智能城鎮(zhèn)的燃氣網(wǎng)絡和電網(wǎng)絡互聯(lián)、互動，建立智能能源網(wǎng)絡技術體系，對我國實現(xiàn)能源供給從集中式向分布式供給的結(jié)構轉(zhuǎn)變,實現(xiàn)風電、光伏等可再生能源的全利用，實現(xiàn)全社會能源利用效率的最大化，具有重要意義。智能能源網(wǎng)絡技術將帶來第三次工業(yè)革命，是全球經(jīng)濟發(fā)展的一場盛宴，需要我國能源、交通以及家電等行業(yè)領軍企業(yè)積極參與。
鄭津洋
浙江大學化工機械研究所所長、博導，長江學者特聘教授：
制氫是氫能應用的基礎。高效、安全可靠、低成本的儲氫、輸氫技術是氫能規(guī)模應用的瓶頸，氫基礎設施建設是推動氫能產(chǎn)業(yè)化的重要力量，氫安全是氫能推廣和應用的保障，標準化是氫能燃料電池產(chǎn)業(yè)化的重要環(huán)節(jié)。
朱新堅
上海交通大學機械與動力工程學院教授、博導：
SOFC在大中小型固定式熱電聯(lián)供領域有著廣闊的應用前景。自2010年Bloom Energy 公司研制出100kW SOFC系統(tǒng)（Bloom Box）產(chǎn)品以來，國際SOFC進入了商業(yè)化快速發(fā)展階段。經(jīng)多年攻關，我國SOFC在原材料及組件、單電池、電池組和發(fā)電系統(tǒng)集成等技術層面均取得了長足的進步，但從技術和產(chǎn)業(yè)現(xiàn)狀看，與國際先進水平仍然有5年左右的差距。主要原因有二條：一是研發(fā)主體倒置；二是國家層面沒有明確的SOFC發(fā)展戰(zhàn)略路線圖。因此，加快制訂國家SOFC發(fā)展戰(zhàn)略路線圖；引導大型企業(yè)進入SOFC研發(fā)領域；出臺國家SOFC鼓勵政策，是加速我國SOFC商業(yè)化的必由之路。
齊志剛
武漢銀泰科技燃料電池有限公司副總經(jīng)理：
我國質(zhì)子交換膜燃料電池PEMFC技術水平與國際先進水平還有很大的差距，而且這種差距似乎在拉大。我國的技術落后表現(xiàn)在幾乎所有方面，如關鍵材料、關鍵模塊、關鍵輔助部件、系統(tǒng)控制和集成，并且基本上沒有長期運行的經(jīng)驗。
政府支持應立足于系統(tǒng)的示范運行，由此引導關鍵材料、關鍵模塊和關鍵技術的開發(fā)和應用，并且把支持重點放在可靠性、壽命而非僅性能上。
■ 圖說
什么是氫能燃料電池？
氫能是一種二次能源，具有來源多樣、潔凈環(huán)保、可儲存和可再生等特點，可以同時滿足資源、環(huán)境和可持續(xù)發(fā)展的要求。氫能燃料電池技術，一直被認為是利用氫能，解決未來人類能源危機的途徑之一，甚至被某些專家視為終極方案，是氫能經(jīng)濟中的核心技術。
結(jié)構
氫燃料電池由正極、負極和離子導體的電解質(zhì)構成，燃料在負極氧化，氧化劑從正極還原，電子從負極通過負載流向正極構成電回路，從而產(chǎn)生電流。
和普通電化學電池不同的是，燃料電池工作時所需的燃料和氧化劑由外部供給，其本身僅是能量轉(zhuǎn)換裝置。
分類
按照使用方式可分為固定式和便攜式燃料電池；按照運行時溫度可分為低溫（小于100℃）、中溫（100℃—300℃）和高溫（500℃—1000℃）燃料電池。
按照燃料種類可分為氫氣和重整氫燃料電池。
通常情況下，按照燃料電池內(nèi)部電解質(zhì)的種類進行劃分，可分為磷酸燃料電池（PAFC）、熔融碳酸鹽燃料電池(MCFC)、固體氧化物燃料電池（SOFC）、堿性燃料電池(AFC)和質(zhì)子交換膜燃料電池(PEMFC)。因電解質(zhì)非固態(tài)且具腐蝕性，AFC、PAFC、MCFC的市場接受度較差。
目前，PEMFC和SOFC最為市場接受。
氫能燃料電池技術，正是讓我們的生活遠離霧霾、重見藍天的綠色能源技術。
氫能燃料電池具有哪些市場應用前景？
燃料電池在電動汽車、叉車、家用熱電聯(lián)供、備用電源、固定電站、軍用電源等領域顯示出巨大的應用前景。
●燃料電池電動汽車
世界七大汽車巨頭均在持續(xù)開發(fā)燃料電池電動汽車，并將其上市時間設定在2015—2017年。2013年2月，韓國現(xiàn)代汽車公司率先建成世界首條燃料電池電動汽車生產(chǎn)線，計劃在2015年前制造出1000輛燃料電池電動汽車。
●叉車
燃料電池叉車在美國已累計銷售數(shù)千輛，且無需政府補貼。美國Sysco公司在2010年裝備了一支燃料電池叉車車隊，截至2012年底，該車隊已累計運行79萬小時，加氫66噸，且與純電動叉車相比，每年可節(jié)約10萬美元。
●家用熱電聯(lián)供
自2009年，日本開始進行名為“ENE-FARM”家用燃料電池熱電聯(lián)供系統(tǒng)（CHP）的商業(yè)化推廣，政府對安裝該系統(tǒng)的單位和個人進行財政補貼。2012年9月，歐盟設立名為ene.field的CHP項目，計劃投資5300萬歐元。
●新的增長點—電、氣轉(zhuǎn)換
電—氣轉(zhuǎn)換技術將可再生能源多余電能通過電解水轉(zhuǎn)變?yōu)闅錃?，產(chǎn)生的氫氣即可儲存起來根據(jù)需要由燃料電池再發(fā)電，也可直接進入天然氣管道給用戶使用。德國能源巨頭意昂公司正在Falkenhagen建設示范工廠，利用2MW風電生產(chǎn)360Nm3/h氫氣，這些氫氣以2%體積比直接送入Ontras天然氣公司管道中，實現(xiàn)了風電能量的轉(zhuǎn)換和儲存。
●備用電源
燃料電池作為通信基站的備用電源壽命長，備電時間久、維護便捷、環(huán)境適應性強以及零污染等。2010年美國共銷售1221臺燃料電池備用電源，2011年超過2000臺。加拿大Ballard公司僅2011年就銷售燃料電池備用電源1447臺。
●固定電站
近年來，大型燃料電池電站（MW級）安裝數(shù)量逐年增加。如，美國Fuel Cell Energy公司已聯(lián)合韓國POSCO公司安裝了超過40MW的MCFC燃料電池電站，并計劃在2013年再安裝60MW。
●軍用電源
燃料電池在國防上的應用范圍日益廣泛，主要是采用燃料電池動力系統(tǒng)作為其軍用電源。2005年10月，繼瑞典“哥特蘭”（A-19）級潛艇采用燃料電池動力系統(tǒng)后，德國212A、214A型潛艦也陸續(xù)采用該系統(tǒng)。最近，韓國購買了3艘214A型潛艦，并將建造6艘燃料電池動力系統(tǒng)潛艇；美國海軍研發(fā)出以燃料電池為動力的“離子虎”無人機，持續(xù)飛行時間超過了48小時。
■ 延伸
氫能燃料電池關鍵技術與瓶頸
在氫能燃料電池領域，美國、日本處于世界領先地位，德國次之。加拿大、英國、韓國、中國等處于第二集團，是氫能經(jīng)濟的有力挑戰(zhàn)者和追隨者。但是，關鍵技術、示范應用和產(chǎn)業(yè)化差距導致我國氫能燃料電池技術發(fā)展面臨嚴峻挑戰(zhàn)。
關鍵材料研發(fā)
燃料電池的關鍵材料主要包括催化劑、質(zhì)子交換膜、雙極板、絕緣端板等。高性能燃料電池關鍵材料的研發(fā)與產(chǎn)業(yè)化應用已經(jīng)成為限制燃料電池技術進步的主要問題之一。
催化劑是保證燃料電池電化學反應活性的關鍵，已成為燃料電池領域最為熱門的研發(fā)方向之一。燃料電池催化劑主要分為鉑催化劑、低鉑催化劑以及無鉑催化劑三類，研究內(nèi)容涵蓋多元合金催化劑、核殼催化劑、非貴金屬催化劑以及陰極催化反應機理研究等。
質(zhì)子交換膜作為燃料電池系統(tǒng)的另一類重要核心材料，同樣是影響電池性能和壽命的關鍵因素，其技術難點主要包括：（1）質(zhì)子膜導電機理與降解機理研究；（2）具有化學與機械穩(wěn)定性、導電性、自加濕能力的高性能質(zhì)子膜材料的開發(fā)；（3）質(zhì)子膜的成型技術。
膜電極制備
膜電極作為電化學反應場所，是燃料電池系統(tǒng)的核心功能部件，其研發(fā)面臨的關鍵技術難題主要包括：（1）增強膜電極三相反應界面及其穩(wěn)定性；（2）單片膜電極制備的均一性和膜電極批量生產(chǎn)的一致性；（3）膜電極中催化劑的腐蝕與質(zhì)子膜的降解；（4）膜電極破壞機理研究與壽命衰減測試；（5）商業(yè)化膜電極制備技術及其性能可靠性。
我國開發(fā)出的膜電極電輸出性能已接近1W/cm2的國際先進水平。
電池堆設計
燃料電池堆的設計上承系統(tǒng)運行要求，下接關鍵材料性能，同時還要考慮反應氣流體力學行為與電化學反應過程，是基礎研究與工程設計結(jié)合的產(chǎn)物，所涉及的技術難點主要包括：（1）電池堆內(nèi)部反應氣與冷卻液的均勻分配；（2）電池堆縱向溫度分布的均一性；（3）端板節(jié)電池的性能衰減；（4）陰陽極反應腔內(nèi)濕度分布的可控性；（5）電池堆內(nèi)部單電池性能分布與操作條件優(yōu)化；（6）電池堆密封的可靠性；（7）電池堆耐水淹、耐干燥條件運行能力；（8）電池堆裝配壓力分布對性能影響及裝配工藝優(yōu)化。
電池堆設計根據(jù)所處研發(fā)階段而面臨相應的技術瓶頸：（1）電池堆運行的可靠性，包括運行的穩(wěn)定性，安全性及壽命；（2）電池堆發(fā)電效率、功率密度的提高和成本的減控；（3）電池堆批量生產(chǎn)過程中的質(zhì)量監(jiān)控和成本降低。
系統(tǒng)集成
燃料電池系統(tǒng)設計、集成與控制是以電池堆運行特性為基礎，根據(jù)系統(tǒng)運行要求，結(jié)合附屬部件工作特點，實現(xiàn)系統(tǒng)的軟件控制與硬件集成。由于系統(tǒng)的復雜性和模塊的多樣化，燃料電池系統(tǒng)集成面臨的主要技術難題包括：（1）電池堆與系統(tǒng)內(nèi)其它模塊間的熱量耦合及散熱處理；（2）系統(tǒng)水氣管理與循環(huán)利用；（3）系統(tǒng)的快速啟動與響應；（4）附屬部件與系統(tǒng)電能輸出的能量管理以及系統(tǒng)故障實時檢測與自修復功能。
示范應用
我國燃料電池汽車的示范主要得益于大型活動的舉辦，如2008年北京奧運會及2010年上海世博會均有較大規(guī)模的燃料電池車示范運行，但運行時間未超過一年，與國際上長達數(shù)年的大規(guī)模示范有較大差距。氫基礎設施建設落實是制約燃料電池示范應用的重要原因。我國累計建造了5座加氫站，目前僅有2座保持運行，而國際上已有近200座加氫站在運行。
國際上燃料電池產(chǎn)業(yè)鏈各環(huán)節(jié)均已實現(xiàn)產(chǎn)業(yè)化，但國內(nèi)的產(chǎn)業(yè)化程度還很低，且研發(fā)主體基本為中小企業(yè)，商業(yè)化產(chǎn)品寥寥無幾。
“西苑沙龍”是科技部高技術研究發(fā)展中心為了推動國家科技計劃相關領域發(fā)展戰(zhàn)略研究，舉辦的以西苑飯店為場地的系列科技發(fā)展戰(zhàn)略和學術研討沙龍活動。沙龍重點圍繞高技術、基礎研究及其學科交叉領域的發(fā)展前沿與趨勢、重大應用和產(chǎn)業(yè)發(fā)展需求方面的重大問題，探討科技前沿、討論最新突破性進展，展望未來發(fā)展趨勢。沙龍鼓勵與會者本著“客觀、求實，融合、創(chuàng)新”的原則，以客觀求實的態(tài)度，發(fā)表自己的學術觀點；鼓勵和引導多學科交叉融合，激勵創(chuàng)新思想。
（稿件素材由西苑沙龍會議提供）
近日，主題為“氫能燃料電池技術”的西苑沙龍會議在京召開。與會專家對氫能燃料電池技術的發(fā)展現(xiàn)狀、應用前景、技術瓶頸以及發(fā)展趨勢等進行了深入、廣泛的研討，對我國氫能燃料電池技術在關鍵技術、示范和產(chǎn)業(yè)化應用等方面與發(fā)達國家間存在的差距進行了分析，提出了未來發(fā)展目標和技術路線，同時，針對我國燃料電池技術發(fā)展特點，從政府和政策層面提出了相關建議措施。
■ 專家說
潘牧
武漢理工大學教授、博導，武漢理工新能源公司總經(jīng)理：
近年來，氫能燃料電池無論從研發(fā)投入、技術成果還是燃料電池、制氫產(chǎn)業(yè)來看，國際氫能燃料電池都處于持續(xù)增長的局面，其市場將隨時迎來爆發(fā)性增長。
研發(fā)、示范氫能燃料電池的生產(chǎn)、供給和儲存技術，實現(xiàn)智能住宅、智能建筑和智能城鎮(zhèn)的燃氣網(wǎng)絡和電網(wǎng)絡互聯(lián)、互動，建立智能能源網(wǎng)絡技術體系，對我國實現(xiàn)能源供給從集中式向分布式供給的結(jié)構轉(zhuǎn)變,實現(xiàn)風電、光伏等可再生能源的全利用，實現(xiàn)全社會能源利用效率的最大化，具有重要意義。智能能源網(wǎng)絡技術將帶來第三次工業(yè)革命，是全球經(jīng)濟發(fā)展的一場盛宴，需要我國能源、交通以及家電等行業(yè)領軍企業(yè)積極參與。
鄭津洋
浙江大學化工機械研究所所長、博導，長江學者特聘教授：
制氫是氫能應用的基礎。高效、安全可靠、低成本的儲氫、輸氫技術是氫能規(guī)模應用的瓶頸，氫基礎設施建設是推動氫能產(chǎn)業(yè)化的重要力量，氫安全是氫能推廣和應用的保障，標準化是氫能燃料電池產(chǎn)業(yè)化的重要環(huán)節(jié)。
朱新堅
上海交通大學機械與動力工程學院教授、博導：
SOFC在大中小型固定式熱電聯(lián)供領域有著廣闊的應用前景。自2010年Bloom Energy 公司研制出100kW SOFC系統(tǒng)（Bloom Box）產(chǎn)品以來，國際SOFC進入了商業(yè)化快速發(fā)展階段。經(jīng)多年攻關，我國SOFC在原材料及組件、單電池、電池組和發(fā)電系統(tǒng)集成等技術層面均取得了長足的進步，但從技術和產(chǎn)業(yè)現(xiàn)狀看，與國際先進水平仍然有5年左右的差距。主要原因有二條：一是研發(fā)主體倒置；二是國家層面沒有明確的SOFC發(fā)展戰(zhàn)略路線圖。因此，加快制訂國家SOFC發(fā)展戰(zhàn)略路線圖；引導大型企業(yè)進入SOFC研發(fā)領域；出臺國家SOFC鼓勵政策，是加速我國SOFC商業(yè)化的必由之路。
齊志剛
武漢銀泰科技燃料電池有限公司副總經(jīng)理：
我國質(zhì)子交換膜燃料電池PEMFC技術水平與國際先進水平還有很大的差距，而且這種差距似乎在拉大。我國的技術落后表現(xiàn)在幾乎所有方面，如關鍵材料、關鍵模塊、關鍵輔助部件、系統(tǒng)控制和集成，并且基本上沒有長期運行的經(jīng)驗。
政府支持應立足于系統(tǒng)的示范運行，由此引導關鍵材料、關鍵模塊和關鍵技術的開發(fā)和應用，并且把支持重點放在可靠性、壽命而非僅性能上。
■ 圖說
什么是氫能燃料電池？
氫能是一種二次能源，具有來源多樣、潔凈環(huán)保、可儲存和可再生等特點，可以同時滿足資源、環(huán)境和可持續(xù)發(fā)展的要求。氫能燃料電池技術，一直被認為是利用氫能，解決未來人類能源危機的途徑之一，甚至被某些專家視為終極方案，是氫能經(jīng)濟中的核心技術。
結(jié)構
氫燃料電池由正極、負極和離子導體的電解質(zhì)構成，燃料在負極氧化，氧化劑從正極還原，電子從負極通過負載流向正極構成電回路，從而產(chǎn)生電流。
和普通電化學電池不同的是，燃料電池工作時所需的燃料和氧化劑由外部供給，其本身僅是能量轉(zhuǎn)換裝置。
分類
按照使用方式可分為固定式和便攜式燃料電池；按照運行時溫度可分為低溫（小于100℃）、中溫（100℃—300℃）和高溫（500℃—1000℃）燃料電池。
按照燃料種類可分為氫氣和重整氫燃料電池。
通常情況下，按照燃料電池內(nèi)部電解質(zhì)的種類進行劃分，可分為磷酸燃料電池（PAFC）、熔融碳酸鹽燃料電池(MCFC)、固體氧化物燃料電池（SOFC）、堿性燃料電池(AFC)和質(zhì)子交換膜燃料電池(PEMFC)。因電解質(zhì)非固態(tài)且具腐蝕性，AFC、PAFC、MCFC的市場接受度較差。
目前，PEMFC和SOFC最為市場接受。
氫能燃料電池技術，正是讓我們的生活遠離霧霾、重見藍天的綠色能源技術。
氫能燃料電池具有哪些市場應用前景？
燃料電池在電動汽車、叉車、家用熱電聯(lián)供、備用電源、固定電站、軍用電源等領域顯示出巨大的應用前景。
●燃料電池電動汽車
世界七大汽車巨頭均在持續(xù)開發(fā)燃料電池電動汽車，并將其上市時間設定在2015—2017年。2013年2月，韓國現(xiàn)代汽車公司率先建成世界首條燃料電池電動汽車生產(chǎn)線，計劃在2015年前制造出1000輛燃料電池電動汽車。
●叉車
燃料電池叉車在美國已累計銷售數(shù)千輛，且無需政府補貼。美國Sysco公司在2010年裝備了一支燃料電池叉車車隊，截至2012年底，該車隊已累計運行79萬小時，加氫66噸，且與純電動叉車相比，每年可節(jié)約10萬美元。
●家用熱電聯(lián)供
自2009年，日本開始進行名為“ENE-FARM”家用燃料電池熱電聯(lián)供系統(tǒng)（CHP）的商業(yè)化推廣，政府對安裝該系統(tǒng)的單位和個人進行財政補貼。2012年9月，歐盟設立名為ene.field的CHP項目，計劃投資5300萬歐元。
●新的增長點—電、氣轉(zhuǎn)換
電—氣轉(zhuǎn)換技術將可再生能源多余電能通過電解水轉(zhuǎn)變?yōu)闅錃猓a(chǎn)生的氫氣即可儲存起來根據(jù)需要由燃料電池再發(fā)電，也可直接進入天然氣管道給用戶使用。德國能源巨頭意昂公司正在Falkenhagen建設示范工廠，利用2MW風電生產(chǎn)360Nm3/h氫氣，這些氫氣以2%體積比直接送入Ontras天然氣公司管道中，實現(xiàn)了風電能量的轉(zhuǎn)換和儲存。
●備用電源
燃料電池作為通信基站的備用電源壽命長，備電時間久、維護便捷、環(huán)境適應性強以及零污染等。2010年美國共銷售1221臺燃料電池備用電源，2011年超過2000臺。加拿大Ballard公司僅2011年就銷售燃料電池備用電源1447臺。
●固定電站
近年來，大型燃料電池電站（MW級）安裝數(shù)量逐年增加。如，美國Fuel Cell Energy公司已聯(lián)合韓國POSCO公司安裝了超過40MW的MCFC燃料電池電站，并計劃在2013年再安裝60MW。
●軍用電源
燃料電池在國防上的應用范圍日益廣泛，主要是采用燃料電池動力系統(tǒng)作為其軍用電源。2005年10月，繼瑞典“哥特蘭”（A-19）級潛艇采用燃料電池動力系統(tǒng)后，德國212A、214A型潛艦也陸續(xù)采用該系統(tǒng)。最近，韓國購買了3艘214A型潛艦，并將建造6艘燃料電池動力系統(tǒng)潛艇；美國海軍研發(fā)出以燃料電池為動力的“離子虎”無人機，持續(xù)飛行時間超過了48小時。
■ 延伸
氫能燃料電池關鍵技術與瓶頸
在氫能燃料電池領域，美國、日本處于世界領先地位，德國次之。加拿大、英國、韓國、中國等處于第二集團，是氫能經(jīng)濟的有力挑戰(zhàn)者和追隨者。但是，關鍵技術、示范應用和產(chǎn)業(yè)化差距導致我國氫能燃料電池技術發(fā)展面臨嚴峻挑戰(zhàn)。
關鍵材料研發(fā)
燃料電池的關鍵材料主要包括催化劑、質(zhì)子交換膜、雙極板、絕緣端板等。高性能燃料電池關鍵材料的研發(fā)與產(chǎn)業(yè)化應用已經(jīng)成為限制燃料電池技術進步的主要問題之一。
催化劑是保證燃料電池電化學反應活性的關鍵，已成為燃料電池領域最為熱門的研發(fā)方向之一。燃料電池催化劑主要分為鉑催化劑、低鉑催化劑以及無鉑催化劑三類，研究內(nèi)容涵蓋多元合金催化劑、核殼催化劑、非貴金屬催化劑以及陰極催化反應機理研究等。
質(zhì)子交換膜作為燃料電池系統(tǒng)的另一類重要核心材料，同樣是影響電池性能和壽命的關鍵因素，其技術難點主要包括：（1）質(zhì)子膜導電機理與降解機理研究；（2）具有化學與機械穩(wěn)定性、導電性、自加濕能力的高性能質(zhì)子膜材料的開發(fā)；（3）質(zhì)子膜的成型技術。
膜電極制備
膜電極作為電化學反應場所，是燃料電池系統(tǒng)的核心功能部件，其研發(fā)面臨的關鍵技術難題主要包括：（1）增強膜電極三相反應界面及其穩(wěn)定性；（2）單片膜電極制備的均一性和膜電極批量生產(chǎn)的一致性；（3）膜電極中催化劑的腐蝕與質(zhì)子膜的降解；（4）膜電極破壞機理研究與壽命衰減測試；（5）商業(yè)化膜電極制備技術及其性能可靠性。
我國開發(fā)出的膜電極電輸出性能已接近1W/cm2的國際先進水平。
電池堆設計
燃料電池堆的設計上承系統(tǒng)運行要求，下接關鍵材料性能，同時還要考慮反應氣流體力學行為與電化學反應過程，是基礎研究與工程設計結(jié)合的產(chǎn)物，所涉及的技術難點主要包括：（1）電池堆內(nèi)部反應氣與冷卻液的均勻分配；（2）電池堆縱向溫度分布的均一性；（3）端板節(jié)電池的性能衰減；（4）陰陽極反應腔內(nèi)濕度分布的可控性；（5）電池堆內(nèi)部單電池性能分布與操作條件優(yōu)化；（6）電池堆密封的可靠性；（7）電池堆耐水淹、耐干燥條件運行能力；（8）電池堆裝配壓力分布對性能影響及裝配工藝優(yōu)化。
電池堆設計根據(jù)所處研發(fā)階段而面臨相應的技術瓶頸：（1）電池堆運行的可靠性，包括運行的穩(wěn)定性，安全性及壽命；（2）電池堆發(fā)電效率、功率密度的提高和成本的減控；（3）電池堆批量生產(chǎn)過程中的質(zhì)量監(jiān)控和成本降低。
系統(tǒng)集成
燃料電池系統(tǒng)設計、集成與控制是以電池堆運行特性為基礎，根據(jù)系統(tǒng)運行要求，結(jié)合附屬部件工作特點，實現(xiàn)系統(tǒng)的軟件控制與硬件集成。由于系統(tǒng)的復雜性和模塊的多樣化，燃料電池系統(tǒng)集成面臨的主要技術難題包括：（1）電池堆與系統(tǒng)內(nèi)其它模塊間的熱量耦合及散熱處理；（2）系統(tǒng)水氣管理與循環(huán)利用；（3）系統(tǒng)的快速啟動與響應；（4）附屬部件與系統(tǒng)電能輸出的能量管理以及系統(tǒng)故障實時檢測與自修復功能。
示范應用
我國燃料電池汽車的示范主要得益于大型活動的舉辦，如2008年北京奧運會及2010年上海世博會均有較大規(guī)模的燃料電池車示范運行，但運行時間未超過一年，與國際上長達數(shù)年的大規(guī)模示范有較大差距。氫基礎設施建設落實是制約燃料電池示范應用的重要原因。我國累計建造了5座加氫站，目前僅有2座保持運行，而國際上已有近200座加氫站在運行。
國際上燃料電池產(chǎn)業(yè)鏈各環(huán)節(jié)均已實現(xiàn)產(chǎn)業(yè)化，但國內(nèi)的產(chǎn)業(yè)化程度還很低，且研發(fā)主體基本為中小企業(yè)，商業(yè)化產(chǎn)品寥寥無幾。
“西苑沙龍”是科技部高技術研究發(fā)展中心為了推動國家科技計劃相關領域發(fā)展戰(zhàn)略研究，舉辦的以西苑飯店為場地的系列科技發(fā)展戰(zhàn)略和學術研討沙龍活動。沙龍重點圍繞高技術、基礎研究及其學科交叉領域的發(fā)展前沿與趨勢、重大應用和產(chǎn)業(yè)發(fā)展需求方面的重大問題，探討科技前沿、討論最新突破性進展，展望未來發(fā)展趨勢。沙龍鼓勵與會者本著“客觀、求實，融合、創(chuàng)新”的原則，以客觀求實的態(tài)度，發(fā)表自己的學術觀點；鼓勵和引導多學科交叉融合，激勵創(chuàng)新思想。
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