1、2019年 氢能及燃料电池产业演进与投资价值分析白皮书 2019年2月 2 目录 燃料电池定义及发展演进 第一章 第二章 第三章 第四章 第五章 氢能及燃料电池产业链分析 全球氢能及燃料电池产业发展现状 中国氢能及燃料电池产业发展现状及趋势 氢能及燃料电池产业发展研判 基本概念 类型及其比较 主要特点 应用领域 产业演进 产业链分析 细分环节分析 燃料电池系统发展现状 燃料电池汽车发展现状 主要国家发展情况 产业发展环境 技术发展现状 产业发展现状 区域分布特点 难点和突破点 技术趋势 成本趋势 规模预测 第六章 投资价值分析 投资并购情况 投资机会分析 投资标的分析 2018年 氢能及燃料电

2、池产业演进与投资价值分析白皮书 01 燃料电池定义及发展演进 2018年氢燃料电池产业演进及投资价值分析白皮书 3 基本概念 燃料电池定义 燃料电池是一种利用化学能提供电能的一种能量转换装置，即在电催化剂的作用下，将可再生燃料（比如氢、有机小分子等）里的化学能转变成电能。 和蓄电池不同，燃料电池内部并不贮存反应所需要的化学燃料，它只是提供了一个进行化学反应的场所。 虽然称为燃料电池，其运作过程中并不会产生明火，产生电能的过程也不需要旋转式发动机等运动部件。 电池工作时，燃料由外部供给，在电极上进行反应。只要反应物不断输入，反应产物不断排出，燃料电池就能连续地发电。 以燃料电池中最典型的质子交换

3、膜燃料电池为例，质子交换主要起隔绝正负极的作用，相当于蓄电池中的隔膜和电解质。质子交换膜紧邻催化剂层，相当于实验室中的电极，是将燃料和氧化剂分开进行电化学反应的场所，是整个电池的核心。催化剂层外是扩散层，扩散层既有收集电流的作用，也是气体扩散和电流通道。电池工作时，电池内部负极供给燃料（氢气），正极供给氧化剂（空气），使氢气在覆盖有催化剂的质子交换膜作用下，在阳极催化分解成质子（氢离子）和电子，氢离子进入质子交换膜中达到正极，电子不能通过质子交换膜达到正极，而是沿外部电路移向正极，用电的负载就接在外部电路中发电。在正极上，空气中的氧同电解液中的氢离子吸收抵达正极上的电子形成水并释放热量。 图

4、1 燃料电池工作原理图解 2018年氢能及燃料电池产业演进与投资价值分析白皮书 4 类型及其比较 碱性 燃料电池 AFC 质子交换膜 燃料电池 PEMFC 磷酸 燃料电池 PAFC 熔融碳酸盐 燃料电池 MCFC 固体氧化物 燃料电池 SOFC 图 2 按电解质不同的燃料电池分类 燃料电池按照不同的标准可以划分为不同的类型，分类标准主要包括运行机理、电解质种类、燃料类型、工作稳定和结构类型等。目前主要依据电解质种类和燃料类型进行分类，汽车企业最常用到的电池为以氢气为燃料的质子交换膜燃料电池。 划分标准 类别 按运行机理 分为酸性燃料电池和碱性燃料电池 按电解质种类 分为碱性燃料电池（AFC）、

5、磷酸燃料电池（PAFC）、燃融碳酸盐燃料电池（MCFC）、固体氧化物燃料电池（SOFC）和质子交换膜燃料电池（PEMFC） 按燃料类型 分为氢气、甲醇、甲烷、乙烷等燃料电池 按工作温度 分为低温型（温度低于200）、中温型（温度为200750）、高温型（温度高于750）燃料电池 按结构类型 分为管状燃料电池、平板型燃料电池和单片型燃料电池等 按照电解质不同，燃料电池可分为碱性燃料电池（AFC）、质子交换膜电池（PEMFC）、磷酸燃料电池（PAFC）、熔融碳酸盐燃料电池（MCFC）及固态氧化物燃料电池（SOFC）。 质子交换膜燃料电池。也称聚合物电解质膜或固态聚合物电解质膜燃料电池，电解质是一片

6、薄的聚合物膜。在80的温度下即可工作，在寒冷条件（ -10 ）下亦能迅速启动。其电力密度高，其体积相对较小，同时工作效率高，并且能快速地根据用电需求而改变其输出。但这类燃料电池对膜材料要求较高，增加了制造成本。此外，该类电池需要采用贵金属作为催化剂，铂价格较高，增加了电池成本，且催化剂与工作介质中的一氧化碳发生作用后发生“中毒”而失效，会降低工作效率或完全损坏。 燃料电池类型划分 燃料电池主要种类及比较 表1 燃料电池划分标准及类别 2018年氢能及燃料电池产业演进与投资价值分析白皮书 5 类型及其比较 碱性燃料电池。该电池的结构与质子交换膜燃料电池类似，其电解液为水溶液或氢氧化钾基质。工作温