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专栏:Fuel Cells in 2070 | 对50年后的燃料电池的畅想——序论

1、前言

早在1839年,英国科学家格罗夫就提出了燃料电池原理,而民用燃料电池技术的开发直到1970年代美国的“TARGET”计划、日本的“阳光计划”、“月光计划”的出现才开始展开。从那之后经过40多年的发展,燃料电池已在民用和车用方向实现市场化。而且因燃料电池所具有的独特的优越性,将来会进一步得到普及,开发出更多的新型应用。因此,今后踏踏实实的研究开发不可或缺。

虽然对2050年的技术已经有了一些猜想,但是在此笔者(AIpatent认证专家库成员,欲知详情可联络support@aipatent.com)希望通过描绘50年后、即2070年的燃料电池技术的未来蓝图,激发将来志在从事电池技术研究的学生对燃料电池的兴趣,使电力公司、机器制造商、系统设计构筑企业认识到燃料电池发电是一项有前途的技术,从而推动燃料电池技术开发的发展。为此,特开设本专栏连载,介绍各燃料电池技术研发的动向以及未来展望,同时基于迄今为止一直从事研发的专家的经验和知识,介绍燃料电池技术的概况,整理将来实用化面临的课题,以及解决课题的突破性技术。

将于本专栏连载介绍的燃料电池
  • 固体氧化物燃料电池(SOFC)
  • 固定式固体高分子型燃料电池(PEFC)
  • 汽车燃料电池(FCV)
  • 磷酸型燃料电池(PAFC)
  • 熔融碳酸盐燃料电池(MCFC)
  • 碱性燃料电池(AFC)
  • 直接甲醇燃料电池
  • 微型燃料电池
  • 生物质燃料电池

上述各燃料电池的种类在使用目的和使用领域方面均有所不同,随着技术的不断进步,50年后它们的使用领域或许将会重合。由于各燃料电池技术和应用领域在各自发展的同时会互相影响,而难以进行预测。因此,对于未来的情况,笔者希望以当下的发展为前提,不加以限制,对所有的发展可能进行展望。

同时,在本连载开始之际,为了呈现未来的图景,燃料对于燃料电池发电必不可少;关于燃料供应以及供应有限的问题对于燃料电池利用的重要性这一点,人们已经达成普遍共识。在本连载中,因为将来有望诞生新的燃料电池发电技术,所以无论当前燃料是否充足,只要燃料足以支持燃料电池运转,都将在本连载中探讨。同时,假设在50年后,其制造技术、运输技术、储藏技术以及基础设施建设等问题已经得到解决。

2、长期课题

2.1 全球变暖对策

全球变暖引起的气候变化导致严重气象灾害频发,海平面上升导致居住区域缩小,生态系统变化导致传染病爆发区域向北移动,以及植被变化导致粮食获取困难等,对人类生存产生了各种各样的影响,对社会也带来深远的影响。虽然国际社会宣扬到2050年温室效应气体排放减少80%,但考虑到更远的将来,从长期来看,需要以零排放为最终目标。在保持长期能源供求平衡的同时,需要采取灵活的应对措施,包括以法律的形式规定减排目标

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