摘要：本文的第一主角是以SFM（Sr2Fe1.5Mo0.5O6）和SDC（Sm0.2Ce0.8O1.9）复合材料为阳极的固体氧化物燃料电池，第二主角是乙醇水相重整制氢。
本文仅讨论质子交换膜燃料电池及固体氧化物燃料电池。而磷酸燃料电池、熔融碳酸燃料电池功率密度太低，不具备车载的可能，故不讨论。
一、质子交换膜燃料电池的应用问题：必须使用氢气和铂金（其他铂族金属目前还无法理想地取代铂金），而高压氢气生产成本高、储运困难，铂金又不可能有足够的产量。
1、必须使用氢气燃料。
质子交换膜直接式碳基燃料电池中，碳基燃料氧化难度高，电池功率密度低，中间产物多的同时其中间产物还容易造成铂催化剂中毒。可以说碳基燃料完全不具备在质子交换膜燃料电池中应用的可能，这种电池只能使用氢气。
下图是以碳基燃料中的醇燃料为例，其他碳基燃料的情况也差不多，相关论文汗牛充栋，就不赘述了。
2、高压氢气价格高昂而且没有降低的可能。
大规模工业制氢已有数十年的历史，相当成熟。2017年拟建设的炼化一体制氢项目如下图。
但是常温常压下的氢气密度很低，只有提高其存储密度才能达到汽车实用的要求。这就意味着必须在车上装备储存氢气的装置，且该装置必须易于补充压缩氢气。
这存在以下几个问题。
①、氢气的大规模量产没有任何问题，问题在于高压氢气极难液化，高压压缩成本高昂。这使得丰田Mirai跑一公里的氢气成本为6毛，完全体现不出相对于燃油车的优势。
②、日本的氢燃料电池方案已经搞了已经很多年了，与我国已经拉开了技术差距。以目前丰田Mirai为例：其所用氢气高压高达70Mpa（我国只能做到35Mpa），这个压力对储存罐的材料、技术要求很高。其所使用的超高强碳纤维制造技术，中国不具备。高压需要阀门，而氢气会产生氢脆现象，普通材料根本不能用，而日本Fujikin占有着最多的高压氢气阀市场份额。日本日清纺控股公司掌握其燃料电池的关键部件低铂质子交换膜的核心技术——大幅降低铂用量也是燃料电池得以实用化的前提。
③、虽然氢燃料电池车加氢只需要三分钟，但是加氢站本身不能连续加氢：加氢站的高压储氢罐并不能在瞬间完成蓄压，这导致一套加氢设备一小时只能为2~6台氢燃料电池车加氢。如果将来氢燃料电池车数量增多，氢燃料电池车将需要排队等待加氢站加氢设备完成蓄压才能加氢。其所号称的相对于纯电动车的“加氢时间短”的优势将不复存在。
而醇燃料完全不存在上述问题。
3、以当前的技术水平，质子交换膜燃料电池催化剂必须用铂，但铂产量不足。
质子交换膜燃料电池中铂催化剂的催化效果最好，目前非铂催化剂还难以取代铂。
当前，丰田公司、通用汽车公司等，已经将燃料电池汽车用铂量控制在了0.17g/Kw~0.33g/kW不等的水平。美国能源部近期的目标是2020年将燃料电池用铂量降低至0.125g/kW 左右。
但即使以0.125g/kW计算，铂的产量，完全不够人类换燃料电池车：目前全球Pt产量为200吨/年，价格1.8亿元/吨。以100kw计算，一辆质子交换膜燃料电池至少需要使用125克铂，这意味着全球每年的铂金产量只够生产160万辆质子交换膜燃料电池车，而2017年，全球汽车产量为8730.25万辆。
去年，碳酸锂在当前这种用量下涨了很多，钴涨地更疯。而这两者的稀缺程度与不可替代性与质子交换膜燃料电池中的铂完全不能相比。
如果用质子交换膜燃料电池，炒期货的能把Pt这东西的价格炒到让你怀疑人生。
二、固体氧化物碳基燃料电池的应用现状：已取得关键突破。
碳基燃料中醇的生产成本大约只有同热值70mp高压氢气的四分之一，也不存在储运困难的问题。
固体氧化物燃料电池（SOFC）中，镍（Ni）基材料制成的阳极催化效果虽好，但使用碳基燃料易产生积碳。不过通过以SFM（Sr2Fe1.5Mo0.5O6）及SDC（Sm0.2Ce0.8O1.9）复合材料取代镍基材料，这一问题已经得到解决。
当前已制成的SFM／SDCl LSGMl BSCF SOFC电池断面厚度仅为377μm，其功率密度在750~850℃时却达到了恐怖的4.2~6.3kW/㎡（氢燃料），3.353~5.516kW/㎡(甲醇燃料）。
今年七月份，碳基燃料的15kw固体氧化物燃料电池已经开始在山西晋煤集团开始示范性运行——这标志着高功率密度的燃料电池必须使用氢气的时代的结束。
三、乙醇水相重整制氢。
氢气储运困难这个问题光靠氢气无法解决，但如果汽车自带氢气生成装置呢？这样一来不就无需储运了吗？
以车载碳基燃料制氢装置所允许的规模而言，目前可行的只有碳基燃料水蒸气重整制氢（日产选择的方向是含水乙醇，即碳基燃料和水的混合），而且必然没有额外的空间去容纳氢气与碳基燃料分离的装置，所以车载制氢装置所制氢气必然含有碳基燃料。这意味着该技术难以应用于质子交换膜燃料电池。
而SFM／SDCl LSGMl BSCF SOFC可同时兼容氢气与碳基燃料，虽然这种SOFC不是必须使用水相重整制氢，但水相重整制氢技术可以进一步提高此种SOFC的功率密度，降低启动所需温度，并使燃料更好地汽化。
本文仅讨论质子交换膜燃料电池及固体氧化物燃料电池。而磷酸燃料电池、熔融碳酸燃料电池功率密度太低，不具备车载的可能，故不讨论。
一、质子交换膜燃料电池的应用问题：必须使用氢气和铂金（其他铂族金属目前还无法理想地取代铂金），而高压氢气生产成本高、储运困难，铂金又不可能有足够的产量。
1、必须使用氢气燃料。
质子交换膜直接式碳基燃料电池中，碳基燃料氧化难度高，电池功率密度低，中间产物多的同时其中间产物还容易造成铂催化剂中毒。可以说碳基燃料完全不具备在质子交换膜燃料电池中应用的可能，这种电池只能使用氢气。
下图是以碳基燃料中的醇燃料为例，其他碳基燃料的情况也差不多，相关论文汗牛充栋，就不赘述了。
2、高压氢气价格高昂而且没有降低的可能。
大规模工业制氢已有数十年的历史，相当成熟。2017年拟建设的炼化一体制氢项目如下图。
但是常温常压下的氢气密度很低，只有提高其存储密度才能达到汽车实用的要求。这就意味着必须在车上装备储存氢气的装置，且该装置必须易于补充压缩氢气。
这存在以下几个问题。
①、氢气的大规模量产没有任何问题，问题在于高压氢气极难液化，高压压缩成本高昂。这使得丰田Mirai跑一公里的氢气成本为6毛，完全体现不出相对于燃油车的优势。
②、日本的氢燃料电池方案已经搞了已经很多年了，与我国已经拉开了技术差距。以目前丰田Mirai为例：其所用氢气高压高达70Mpa（我国只能做到35Mpa），这个压力对储存罐的材料、技术要求很高。其所使用的超高强碳纤维制造技术，中国不具备。高压需要阀门，而氢气会产生氢脆现象，普通材料根本不能用，而日本Fujikin占有着最多的高压氢气阀市场份额。日本日清纺控股公司掌握其燃料电池的关键部件低铂质子交换膜的核心技术——大幅降低铂用量也是燃料电池得以实用化的前提。
③、虽然氢燃料电池车加氢只需要三分钟，但是加氢站本身不能连续加氢：加氢站的高压储氢罐并不能在瞬间完成蓄压，这导致一套加氢设备一小时只能为2~6台氢燃料电池车加氢。如果将来氢燃料电池车数量增多，氢燃料电池车将需要排队等待加氢站加氢设备完成蓄压才能加氢。其所号称的相对于纯电动车的“加氢时间短”的优势将不复存在。
而醇燃料完全不存在上述问题。
3、以当前的技术水平，质子交换膜燃料电池催化剂必须用铂，但铂产量不足。
质子交换膜燃料电池中铂催化剂的催化效果最好，目前非铂催化剂还难以取代铂。
当前，丰田公司、通用汽车公司等，已经将燃料电池汽车用铂量控制在了0.17g/Kw~0.33g/kW不等的水平。美国能源部近期的目标是2020年将燃料电池用铂量降低至0.125g/kW 左右。
但即使以0.125g/kW计算，铂的产量，完全不够人类换燃料电池车：目前全球Pt产量为200吨/年，价格1.8亿元/吨。以100kw计算，一辆质子交换膜燃料电池至少需要使用125克铂，这意味着全球每年的铂金产量只够生产160万辆质子交换膜燃料电池车，而2017年，全球汽车产量为8730.25万辆。
去年，碳酸锂在当前这种用量下涨了很多，钴涨地更疯。而这两者的稀缺程度与不可替代性与质子交换膜燃料电池中的铂完全不能相比。
如果用质子交换膜燃料电池，炒期货的能把Pt这东西的价格炒到让你怀疑人生。
二、固体氧化物碳基燃料电池的应用现状：已取得关键突破。
碳基燃料中醇的生产成本大约只有同热值70mp高压氢气的四分之一，也不存在储运困难的问题。
固体氧化物燃料电池（SOFC）中，镍（Ni）基材料制成的阳极催化效果虽好，但使用碳基燃料易产生积碳。不过通过以SFM（Sr2Fe1.5Mo0.5O6）及SDC（Sm0.2Ce0.8O1.9）复合材料取代镍基材料，这一问题已经得到解决。
当前已制成的SFM／SDCl LSGMl BSCF SOFC电池断面厚度仅为377μm，其功率密度在750~850℃时却达到了恐怖的4.2~6.3kW/㎡（氢燃料），3.353~5.516kW/㎡(甲醇燃料）。
今年七月份，碳基燃料的15kw固体氧化物燃料电池已经开始在山西晋煤集团开始示范性运行——这标志着高功率密度的燃料电池必须使用氢气的时代的结束。
三、乙醇水相重整制氢。
氢气储运困难这个问题光靠氢气无法解决，但如果汽车自带氢气生成装置呢？这样一来不就无需储运了吗？
以车载碳基燃料制氢装置所允许的规模而言，目前可行的只有碳基燃料水蒸气重整制氢（日产选择的方向是含水乙醇，即碳基燃料和水的混合），而且必然没有额外的空间去容纳氢气与碳基燃料分离的装置，所以车载制氢装置所制氢气必然含有碳基燃料。这意味着该技术难以应用于质子交换膜燃料电池。
而SFM／SDCl LSGMl BSCF SOFC可同时兼容氢气与碳基燃料，虽然这种SOFC不是必须使用水相重整制氢，但水相重整制氢技术可以进一步提高此种SOFC的功率密度，降低启动所需温度，并使燃料更好地汽化。
告诉大家一个好消息·········
就是我看不懂哟！！！
