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日本是世界上對能源進口依賴程度最高的國家之一，國內(nèi)能源90％依賴進口。為此，日本高度重視發(fā)展替代能源，其中燃料電池被列為重中之重。
日本能源技術革新主要圍繞人們的日常生活進行，最引人注目的成果是家用燃料電池。目前，日本有30多家企業(yè)、研究機構(gòu)在開發(fā)燃料電池。
松下等公司2004年紛紛推出了自己研發(fā)的家用燃料電池。這些產(chǎn)品一般發(fā)電功率約為1000瓦，燃料使用從煤氣中提取的氫，不會產(chǎn)生大氣污染物。由于技術上已經(jīng)成熟，東京天然氣公司決定從2005年2月起以租賃方式向200個家庭提供服務，這是燃料電池第一次進入日本家庭。東京天然氣公司打算利用3年時間為普及家用燃料電池搜集數(shù)據(jù)。
面向家庭注重實用
日本發(fā)展燃料電池目前堅持面向家庭，并且不斷加以改進。2002年10月，日本三洋電機公司向市場推出了以城市煤氣（或天然氣）為燃料的家用小型發(fā)電裝置。該公司以前曾經(jīng)推出過一種作為應急電源的高分子電解質(zhì)型燃料電他，以純氫為燃料。這種燃料電池是世界上最早研制成功并投放市場的，只是由于純氫價格高而無法大量推廣。為此，該公司改變研究方向，以普及型產(chǎn)品為目標，轉(zhuǎn)而研制以城市煤氣為燃料的高分子固體電解質(zhì)燃料電池。
此次推出的這種家用型燃料電池成本低、體積小，且經(jīng)久耐用。它不僅能發(fā)電，而且能提供熱水，對于一戶普通的家庭，僅供電和向浴室供應熱水這兩項用途，每年就可節(jié)省燃料費3.8萬日元左右。目前的市場價格是每套售40萬日元。
用城市煤氣作為燃料電池的燃料，需要有一臺燃料改質(zhì)裝置。但是，從該裝置得到的氫，仍含有微量的一氧化碳，對固體電解質(zhì)型燃料電池會造成不良的影響，因此，三洋電機公司推出的小型燃料改質(zhì)裝置，已成功地將一氧化碳的濃度控制在10ppm以下。
日本市場上推出的家用型固體電解質(zhì)型燃料電池，主體內(nèi)采用了一種觸媒元件，不僅提高了抗一氧化碳腐蝕的性能，而且發(fā)電效率高達35%%，熱回收效率可達30%%，使用壽命可達4萬小時以上。
家用小型燃料電池發(fā)電裝置在輸出功率為1千瓦時，可利用廢熱將水加熱到60℃，貯存在專門的熱水容器中備用，而電力則經(jīng)變頻器由直流變?yōu)榻涣�，供照明和家電使用�?
便攜式燃料電池開發(fā)步伐加快
近幾年，便攜式燃料電池在日本市場上呼聲很高。迄今已有20多種產(chǎn)品問世。日立公司已推出手機用燃料電池。產(chǎn)品的輸出值均在數(shù)瓦~數(shù)十瓦之間。索尼和NEC等均以筆記本電腦和手機等移動終端為使用目標。
日立制作開發(fā)燃料電池的歷史相當悠久。截至目前已先后從事多種燃料電池的研究開發(fā)，早在1999年便推出了輸出功率為20W的便攜式燃料電池電源、50W的高爾夫球車、500W的工廠自動搬運車。
日立公司認為，作為鋰離子充電電池的替代電源，燃料電池非常有競爭力。目前普遍認為，盡管現(xiàn)在使用的鋰離子充電電池的能量密度正在逐年提高，但很快就會逼近極限。與此同時，對便攜終端使用的電池的高能量密度的要求卻并未降低。
日本最大的手機制造商NEC公司已研制成功使用甲醇和納米技術的燃料電池，其電能儲量將是普通鋰電池的10倍，這意味著使用現(xiàn)有型號手機的用戶在1個月內(nèi)無需對手機進行充電，或者可持續(xù)24小時使用筆記本電腦。
日本不少公司也都已開始著手固體高分子燃料電池的開發(fā)，電解膜等相關材料不斷得到改進。專家認為，如果能將在固體高分子電池開發(fā)中積累的技術用于甲醇燃料電池的話，將有望出現(xiàn)輸出功率不斷提高等互動效果，并有望于2005年進入批量生產(chǎn)。 |
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