1.磷酸型燃料電池(PAFC)

　　PAFC技術(shù)開發(fā)的現(xiàn)狀與動(dòng)向：

　　日本自實(shí)施月光計(jì)劃以來，作為國家級(jí)項(xiàng)目，正在實(shí)施5000千瓦級(jí)加壓型和1000千瓦級(jí)常壓型電廠實(shí)證運(yùn)行。目前，磷酸型燃料電池的發(fā)電效率為30%～40%，如果將熱利用考慮進(jìn)去，綜合效率可高達(dá)60%～80%。

　　除日本外，目前世界約有60臺(tái)PAFC發(fā)電設(shè)備在運(yùn)轉(zhuǎn)，總輸出功率約為4.1萬千瓦。按國別和地區(qū)劃分日本為2.9萬千瓦，美國8000千瓦，歐洲3000千瓦，亞洲900千瓦。運(yùn)轉(zhuǎn)中的發(fā)電設(shè)備除3臺(tái)(日本2臺(tái)，意大利1臺(tái))為加壓型外，其他均為常壓型。磷酸型燃料電池的制造廠家目前主要為日本和美國，設(shè)備主要銷往歐洲和亞洲。

　　美國已完成基礎(chǔ)研究，200千瓦級(jí)電廠用電池近期有望商品化，但大容量電廠用電池處于停滯狀態(tài)。德國已引進(jìn)美國200千瓦級(jí)電廠用電池進(jìn)行試驗(yàn)運(yùn)行。另外，瑞典、意大利、瑞士等國也引進(jìn)日、美的電池進(jìn)行試運(yùn)行。

　　2.熔融碳酸鹽型燃料電池(MCFC)

　　日本對(duì)MCFC發(fā)電系統(tǒng)的技術(shù)開發(fā)始于1981年度的月光計(jì)劃，該計(jì)劃圍繞開發(fā)1千瓦級(jí)發(fā)電機(jī)組這個(gè)目標(biāo)展開了對(duì)MCFC燃料、電極等的開發(fā)。該開發(fā)研究進(jìn)展順利，從1984年開始，進(jìn)而對(duì)10千瓦級(jí)發(fā)電機(jī)組進(jìn)行研究開發(fā)。1986年，日立、東芝、富士電機(jī)、三菱電機(jī)、IHI分別對(duì)5臺(tái)10千瓦級(jí)機(jī)組進(jìn)行發(fā)電試驗(yàn)，其結(jié)果是輸出功率為10千瓦，初期性能為電池電壓0.75伏，電流密度150毫安/平方厘米。

　　1987年起，日本在對(duì)1000千瓦級(jí)實(shí)驗(yàn)電場(chǎng)(外部改質(zhì)型)進(jìn)行主要開發(fā)的同時(shí)，對(duì)100千瓦級(jí)發(fā)電機(jī)組以及1000千瓦級(jí)機(jī)組的外圍設(shè)備的開發(fā)研究也取得了進(jìn)展。1993年度，日立、IHI的2臺(tái)100千瓦級(jí)外部改質(zhì)型機(jī)組和三菱電機(jī)的1臺(tái)30千瓦級(jí)內(nèi)部改質(zhì)型機(jī)組開始試驗(yàn)發(fā)電運(yùn)行。其試驗(yàn)結(jié)果以及1994年度進(jìn)行的5-25千瓦級(jí)機(jī)組的試驗(yàn)結(jié)果表明，電池電壓0.8伏，電流密度達(dá)15毫安/平方厘米，單位時(shí)間內(nèi)的劣化率小于1%。

　　在此基礎(chǔ)上，1994年度起開始著手開發(fā)1000千瓦級(jí)試驗(yàn)工廠。1995年10月在中部電力(株)川越發(fā)電所開始建廠，確立了1000千瓦級(jí)實(shí)用化發(fā)電系統(tǒng)試驗(yàn)工廠的基本系統(tǒng)，對(duì)現(xiàn)有的事業(yè)用燃料電池電廠的運(yùn)行進(jìn)行評(píng)價(jià)，計(jì)劃1999年開始試驗(yàn)運(yùn)行，其目標(biāo)為：燃料利用率為80%，千小時(shí)電池的劣化率小于1%，初期性能為：電池電壓大于0.8伏，電流密度1500毫安/平方厘米，計(jì)劃試驗(yàn)運(yùn)行5000小時(shí)。

　　為使電池實(shí)用化，在上述研究開發(fā)的基礎(chǔ)上，還進(jìn)行了機(jī)組長(zhǎng)壽命化研究，計(jì)劃連續(xù)實(shí)驗(yàn)運(yùn)行4萬小時(shí)，每千小時(shí)單位劣化率小于0.25%。除此之外，還在開發(fā)200千瓦級(jí)內(nèi)部改質(zhì)型燃料電池發(fā)電系統(tǒng)。

　　美國能源部和美國電力研究所，正在積極開發(fā)MCFC。美國ERC公司開發(fā)的2兆瓦級(jí)內(nèi)部改質(zhì)型機(jī)組發(fā)電系統(tǒng)于1996年5月在圣克拉拉開始試驗(yàn)運(yùn)行。MC-power公司開發(fā)的250千瓦級(jí)外部改質(zhì)型機(jī)組發(fā)電系統(tǒng)，1997年2月起在圣迭戈開始試運(yùn)行。

　　在歐洲，MCFC作為共同項(xiàng)目正在研究開發(fā)，取得了一些進(jìn)展，其主要項(xiàng)目如下：

　?、俑呒?jí)DIC-MCFC發(fā)展計(jì)劃(1996-1998年)。

　　荷蘭、英、法、瑞典等國參加研究，歐洲在市場(chǎng)分析、系統(tǒng)開發(fā)以及內(nèi)部改質(zhì)型機(jī)組的開發(fā)等方面取得進(jìn)展。

　?、贏RGE項(xiàng)目(1990年起計(jì)劃10年內(nèi)完成)。德、丹麥參加，并在內(nèi)部改質(zhì)型發(fā)電系統(tǒng)的開發(fā)上取得進(jìn)展。

　?、跰OLCARE。由意、西班牙參加，并在外部改質(zhì)型發(fā)電系統(tǒng)開發(fā)上取得進(jìn)展。

　　韓國從1993年起開始開發(fā)MCFC，1997年以開發(fā)100千瓦外部改質(zhì)型發(fā)電系統(tǒng)為目標(biāo)，開始了第二階段研究開發(fā)工作。

　　3.固體電解質(zhì)型燃料電池(SOFC)

　　作為SOFC開發(fā)的基礎(chǔ)科學(xué)離子學(xué)，其開發(fā)歷史很長(zhǎng)，日、美、德等國已有30多年的開發(fā)史。日本工業(yè)技術(shù)院電子技術(shù)綜合研究所從1974年起就開始研究SOFC，1984年進(jìn)行了500瓦發(fā)電試驗(yàn)(最大輸出功率為1.2千瓦)。美國西屋公司從1960年起開始開發(fā)SOFC，1987年該公司與日本東京煤氣、大阪煤氣共同開發(fā)出3千瓦熱自立型電池模塊，在國內(nèi)外掀起了開發(fā)SOFC的高潮。