社会的经济发展进步离不开能源，能源就像是一台发动机，推动着社会的经济发展，提高着广大人民群众的生活水平。伴随全球经济的迅速发展，人类对能源的需要也在迅速增长，能源危机问题也会越来越严重，甚至会影响到人类的正常生活。此外，化石燃料的燃烧还会生成大量的温室气体从而造成温室效应，其他燃烧产物也会漂浮在空气中发生各种物理化学变化，不仅会对大气造成污染，还会影响人体健康。所以，不管是从能源的可持续发展还是从保护环境的角度来看，找到合适的能源来代替化石燃料，已经成为全人类需要解决的重大问题。
生物质能是人类最早使用的能源，一直以来都被人类用作生活燃料。最早利用生物质能的方式是直接燃烧，这种生物质能利用方式到现在仍被广泛采用。但是，随着工业的发展，化石燃料大量投入使用，由于其能量集中，生物能现在已经基本被化石燃料取代。就整个现代化国家来说，生物质能在所有正在利用的能源中所占的比例小于3％。由于社会、经济原因，许多发展中国家在能源利用方面存在着对生物质资源的严重矛盾：使用过度和供应不足同时存在。
1987年，全世界消耗的的一次能源约有12.5％为生物质能源。以生物质为能量来源，经济性是很重要的一个原因，另外还有环境保护的原因。生物质能源转化装置有的组装起来很简单，而且费用低廉，小规模使用效果很好。生物质能源是生长在土壤中的，不需进口，若能对生物质能源规模化利用，那么为规模化利用提供原料的农、林相关产业还会得到很好的发展，也不失为经济发展的好机遇。从环境保护的角度来讲，燃烧生物质能源所产生的污染物较少，更有利于经济和社会的可持续发展。此外，对生物质资源的商业性开发利用还可以解决固体废物的处置问题。
总体而言，在生物质能的开发利用方面，美国的科技水平处于世界领先的位置。美国比发展中国家更早提出绿色电力的概念，自1979年就应用生物质直燃技术发电，那时候总装机容量就超过了10000 MW，单机容量达10 MW～25 MW。据有关媒体报道，美国目前有380多家生物质发电厂，主要建设在造纸厂和木材厂周边，这些工厂大部分地处偏僻，但是能提供近十万个工作
欧洲森林资源丰富，大部分欧洲国家的生物质资源开发都是从利用木材为主的，其起步较我国早，而且政府重视程度高，市场化较强，并且有大企业带动整个产业的发展。生物质能的主要利用使用方式有燃烧供暖、发电和转化为生物柴油等三种，在这三种中，以供暖最为主要。
芬兰的生物质资源利用方法主要是建立燃烧站，小规模的燃烧站供热，大规模的燃烧站则热电联产，生物质能源占全国年能源总消耗量的百分之二十。
瑞典主要利用木材开发热电联产产业，其工艺技术水平世界领先。最为典型的是瑞典的热电联产产业市场化运作能力很强，燃料市场非常活跃。
丹麦在生物质能源的利用上主要采用生物质直燃发电技术，在这方面取得了很大的成绩。丹麦的BWE公司在秸秆燃烧发电技术方面率先研究开发出了可行性方案，如今在仍处于世界上秸秆燃烧发电技术的最高水平。
德国在生物质柴油方面不仅技术成熟，而且得到政府扶持，是生物柴油的最大生产国。目前，德国拥有1兆瓦以上的生物质电厂350家，有数十万家庭使用的供暖器、发电机是以生物质直燃技术为基础的。到2030年，德国的能量消耗有17.4％来自生物质能。
巴西是世界上最大的燃料乙醇的生产和消费大国。巴西主要用甘蔗来制造乙醇，巴西每年生产的甘蔗中，有约50%用于燃料乙醇的生产。生产出来的燃料乙醇，有约50%掺入汽油中使用，另外50%则作用于直接替代汽油燃料。巴西不仅是世界上最大的乙醇生产和消费大国，也是世界上最大的乙醇出口国，巴西生产的乙醇有百分之十五用于出口，主要出口市场为美国。
印度很早就开始使用沼气，早在1897年就有使用沼气照明的技术存在。印度在l975年开始就启动了国家沼气开发计划，截止到2008年在农村地区建成了沼气池450多万座，许多农村家庭没有通电，此举为数十万家庭提供了炊事燃料，同时还解决了照明问题。
生物质能利用技术在我国很早时候就有了，比如利用造纸厂、制糖厂的废料发电，还有最近几年开展的垃圾发电技术。但是生物质发电的商业化和规模化应用水平，比起欧美等发达国家还有明显不足。
中国科学院广州能源研究所在生物质能源的利用上做过很多研究，他们承担了“1 MW生物质气化发电系统”项目的研究开发，是国家“九五”重点科技攻关项目，此项研究的成套装置己经正式投入商业化运营，产品一度出口到泰国、缅甸等国家。这标志着我国的生物质能气化发电技术已经成熟，我国具有自主知识产权，其技术水平已达到国际先进水平。世界银行对我国的生物质能气化发电技术在中国的推广速度之快很是惊讶，表现出了极大的兴趣。
生物质直接燃烧发电技术是生物质能利用的又一有效技术，通过国家政策扶持，这项技术在我国也得到了较为快速的发展。随着2006年12月山东投产了第一个秸秆直接燃烧燃发电技术项目，作为秸秆规模化发电示范项目，带动很很多相关产业。比如秸秆直接燃烧锅炉、辅机、等相关发电设备的厂家也已经具备了一定的生产能力，并有数家骨干企业带动整个行业的发展。
总的来说，我国开发生物质资源具有很大的潜力。随着国际上化石能源的使用面临很大的危机，我国发电用煤供应紧张，我国也加大了对研究生物质能发电技术的支持力度，比如加大研究、加大建设力度等。我国在生物质能源的利用上要借鉴欧美发达国家的经验，加大对生物质发电技术的研究力度，制定出符合现阶段国情的扶持政策，加快我国生物质能源发电技术的规模化、产业化、商业化的发展进程。
[1]曾麟,王革华.世界主要发展生物质能国家的目的与举措[J].可再生能源,2005,02.
[2]张铁柱.我国生物质发电行业现状及前景分析[J].农村电气化,2011,08.
[3]高立,梅应丹.我国生物质发电产业的现状及存在问题[J].生态经济,2011,08.
[摘要]本文分析了氢氧化镁的几种典型的制备方法,并比较了其中的优劣。论述了氢氧化镁阻燃剂的应用前景及国内外的主要应用现状。
随着高分子合成材料的广泛应用,其可燃、易燃性逐渐引起人们的注意。为了消除塑料等合成材料的火灾隐患,人们将目光投向了阻燃剂和阻燃材料。传统的阻燃材料多为卤素和卤一锑系阻燃剂,然而卤系等阻燃剂面临着很大的环保压力。随着环保意识的深入人心,由于新型无卤阻燃剂的环境友好,因而逐渐成为了阻燃剂研究领域的热点。氢氧化镁具有很强缓冲性能,以及无腐蚀、无毒、无害,是一种集阻燃、消烟、降温性能于一体的新型阻燃剂。
氢氧化镁的制备方法主要有物理法和化学法两大类。物理法是指使用天然水镁石,通过对其研磨得到。化学法是指通过化学反映的方法,通过溶液发生沉淀而得到。常见的化学法有:(1)氢氧化钙法。这种方法是指以卤水或其他可溶性镁盐为原料,使之与石灰乳发生反应,从而得到Mg(OH)2沉淀剂的方法。这种方法的优点在于,原材料廉价,原料比较容易得到,工业价值高;缺点在于此原料粒度很小,很难过滤,并且还容易吸附到铁,钙之类的杂质离子上,产品纯度很低,用途狭窄,常用于制造氧化镁耐火材料的中间体,制备高纯度氢氧化镁一般不采用这种方法。(2)氨法。这种方法的原材料与氢氧化钙法基本相同,但是以氨水做沉淀剂的方法。这种方法得到的氢氧化镁产品纯度相对较高,但其产物的粒径分布一般较宽,而且反应比较容易控制。但是由于氨水的挥发性比较强,操作环境比较恶劣,因而环保问题十分突出。(3)可以用卤水或者其他可溶性镁盐与氢氧化钠反应制得氢氧化镁。这种方法的优点在于,操作简单,产品的形貌、结构、粒径以及纯度都比较容易控制,附加值较大。缺点在于NaOH是强碱,如果条件不当,会使生成的氢氧化镁粒径偏小,产品的性能不好控制,粒度较小,且用这种方法得到的氢氧化镁的纯度相对于氨水法要低。 用以上化学方法制备氢氧化镁时,应考虑颗粒粒度不均匀、团聚问题和过滤性能差等方面的问题。
目前,阻燃剂的种类众多。就用量来说,欧洲目前用量最大的是无机系阻燃剂,亚洲、美国、日本为溴系阻燃剂。由于溴系阻燃剂存在的环境问题以及相关法律法规的不断完善,低烟无卤阻燃技术的开发在国际上已成为一种潮流。通常所说的无机氢氧化物阻燃剂是指氢氧化镁、氢氧化铝等。相比较氢氧化铝氢氧化镁则有着更大的发展优势。主要表现在:(1)氢氧化镁具有更好的抑烟能力,实验数据显示,氢氧化镁的添加量只要达到9%就会产生明显的抑烟作用。(2)氢氧化镁在发挥作用的过程中不会产生有害气体,属于绿色产品。(3)氢氧化镁的热分解温度比氢氧化铝高,添加氢氧化镁以后的塑料能承受加工温度会比氢氧化铝的高出很多,如此优点有利于加快挤塑温度,同时缩短了模塑时间。同时氢氧化镁的分解能比氢氧化铝的分解能高,比热容高7%,这有助于提高阻燃效率。(4)氢氧化镁粒度比氢氧化铝小,对设备的磨耗小,有利于延长加工设备的使用寿命。(5)氢氧化镁制备所需的原材料比较容易得到,成本相对而言较低,有着较强的市场竞争力。正是由于氢氧化镁的以上诸多优点,无毒、抑烟型的环保无机阻燃剂氢氧化镁逐渐成为了目前研究的热点。
从客观上来说，建筑外墙保温火灾常发的关键因素之一便是使用可燃、易燃的建筑保温材料，因此国家住房、城乡建设部及公安消防部严格要求流入市场的建筑保温材料必须满足燃烧性能为B1级的防火要求，这就需要在常用的建筑保温材料中加入阻燃剂进行改性。
从化学成分上来看，阻燃剂可被分为有机阻燃剂和无机阻燃剂。前者包括溴系、磷系、卤-磷协同阻燃剂系列，但存在烟雾大、分解产物毒性大等问题。而后者具有低烟、低毒、无卤的优点，更加适应环境友好型发展的要求。据相关文献显示，当前世界国家阻燃剂消费结构如表1.而在中国当前的建筑保温材料中，常见的往往是下面几种有机阻燃剂。
溴系阻燃剂是我国建筑保温材料长期以来使用的阻燃剂，在有机阻燃剂中占30%，品种包括十溴二苯醚、四溴双酚A等。其中产量最大、应用最广的是十溴二苯醚，但是该产品含大量的游离溴，且铁杂质含量极高，不宜于长期储存。十溴二苯乙烷为十溴二苯醚的替代品，有着较高耐热性、耐光性及不易渗析性，其反应原理如图1。长期以来，溴系阻燃剂在聚苯板、聚氨酯板阻燃中得到广泛应用，但现阶段开始逐渐淡出人们视野，因其被视为对人类健康与环境有害。所以，当前不断有符合环境友好要求的溴系阻燃剂改性品种被开发和应用，在多种领域做出较大贡献。如被广泛应用于PBT、PET、HIPS、尼龙66等工程塑料和热塑性塑料的溴化环氧树脂，但并未应用于建筑保温材料。
该种阻燃剂分子中有多种原子，这些原子的结合能增大效能，且燃烧过程中烟雾因少量的溴含量而减少，还能对磷酸酯类阻燃剂存在的易挥发、易迁移、较差耐热性进行弥补。比如能广泛应用到硬质聚氨酯泡沫塑料阻燃中的三磷酸酯。又如近年来最新研发的XPS专用高效阻燃剂颗粒（图2），经六溴环十二烷改性，为含溴磷氮复合结构的阻燃剂，通过溴与多种阻燃元素的协同作用，极大提升阻燃效率，易于分散，能对塑料热加工进行改善，有着优异的产品热稳定性能和阻燃持久性。
磷系阻燃剂近年来引起阻燃剂领域的高度关注，其本身具备一定的无卤、低烟、低毒等环保特点，主要包括聚磷酸胺、磷酸酯、磷酸氢二铵等。磷系阻燃剂的磷酸酯主要为液体，但是在应用上因易挥发、难溶于高聚物而受到限制。现阶段，聚氨酯泡沫塑料用新型阻燃剂不断开发和应用。比如Cell-tech60这一Cellu-LarTechnology欧洲公司推出的聚氨酯阻燃剂，在硬质聚氨酯泡沫塑料阻燃中应用间苯二酚双和甲基膦酸二甲酯混合物，使其符合航空工业强调的阻燃要求。除此之外，还有磷酸酯二元醇、浙江万盛的WSFR-6等反应型阻燃剂，均有着高效、低VOC、低雾值的优点。谢飞等新进合成一种新型膨胀型阻燃剂（CA），在聚乙烯阻燃中可联合聚磷酸胺适用，其化学结构式如图3.
上述有机阻燃剂在建筑保温材料中应用广泛，必威 必威betway且存在不同性能缺陷，但上述几种阻燃剂均不断开发研究新型改性产品，取得较大成果。
现阶段，拥有高效环保功能的无机阻燃剂引起人们的高度关注，包括氧化钼、氢氧化镁、氢氧化铝等。而当前应用最广泛的无机阻燃剂为氢氧化镁和氢氧化铝，阻燃剂分解过程中对燃烧物表面热量进行吸收，在对水蒸气稀释燃物表面的氧气进行释放中不断降低温度，产生耐高温性氧化物。且具有无毒、无烟、无挥发、效果持久等优点。氢氧化镁比氢氧化铝有更高的热分解温度，且硬度小、抑烟能力强，能极大提升阻燃效率。
当前我国有多家企业从事氢氧化镁阻燃剂的研发与生产工作，生产出大量微米级氢氧化镁，比如广泛用作高分子材料优良阻燃剂和填充剂的激光粒径d50：35-40μm。尤其是在海底光缆、核电站光缆、阻燃胶板、家电电器主板护套料等众多领域，更是有着较好的阻燃效果。除了这些微米级颗粒，国内一些企业还生产出了纳米级颗粒，但是由于生产数量较少，且不稳定，远远不能满足市场需求。从客观上来说，当前关于氢氧化镁阻燃剂，在聚苯板、聚氨酯板等建筑保温材料中并无实际性报道。这可能与氢氧化镁昂贵的价格及有限的阻燃效率有关。
相关研究证明，纳米级氢氧化镁粒径细小，能大大满足所填充的塑料制品的性能需求，且本身有着特殊的纳米效应，填充物少，阻燃效率高，同制品之间有较好的相容性。所以，可以说在高聚物阻燃领域内，纳米氢氧化镁阻燃剂有着十分广阔的发展前景。现阶段，纳米氢氧化镁阻燃剂引起国内众多科研院校及企业的高度关注，他们将研发重点放在纳米氢氧化镁的制备技术、粒子的超细化、表面改性之上，并得出一系列成果。并且在理论和实践上不断增加此类研究报告，因此我们可以推断，未来在建筑保温材料中，纳米氢氧化镁也能得到广泛地应用。
生物质，一切有生命的可以生长的有机物质的通称。生物质能是指蕴藏在生物质中的能量。现今世界，石油价格居高不下，能源、电力供应趋紧，而化石能源和核能贮量有限且会对环境造成严重的后果，因此，各国政府和科学家对资源丰富、可再生性强、有利于改善环境和可持续发展的生物资源的开发利用给予了极大的关注。
生物质热解气化技术是使生物质在控制氧含量条件下，通过高温热解气化将固体生物质转化成为主要含CO，H2，CH4，CnHm等可燃气体，用于工业发电、热电联产、液体燃料合成、居民集中供气、工业燃气锅炉、工业干燥和采暖供热等方面。将各种生物质能转化成为高品位气体燃料、电力或蒸汽，已经受到国内外政府和专家的广泛重视。
从80年代初开始，经过近20年的努力，我国生物质气化技术也日趋完善。我国自行研制的集中供气和户用气化炉产品已进入实用化试验及示范阶段，形成了多个系列的炉型，可满足多种物料的气化要求，在生产、生活用能、发电、干燥、供暖等领域得到利用。目前，我国已进入实用阶段的生物质气化装置种类较多，用途广泛。取得了良好的社会、经济效益。我国已应用或商品化的生物质热解气化炉主要有以下几类：
1.中国农业机械化科学研究院能源动力所的ND系列、HQ～280型生物质气化炉,以及10GF54生物质燃气柴油双燃料发电机组;
3.中科院广州能源研究所的GSQ～1100大型生物质气化系统和木粉循环流化床装置等。
近年来，已将煤气化技术引入到生物质气化方面来，如沸腾流化床技术可用在细粒状的生物质气化，克服了此类原料在固定床连续加料的困难，同时开发生物质流态化热化学转化制备生物燃气和固体产品综合利用的关键技术和设备，也被很多研究单位和高校重视，有关该项技术的实验研究也在进行中。
采用新技术新工艺充分而合理的利用了生物质能这一清洁、可再生能源，改变了传统的能源生产和消费方式，具有重要的能源经济意义和突出的环境效益，能逐步改变我国以化石燃料为主的能源结构，特别是为农村地区因地制宜地提供清洁方便的能源，产生重要的影响。
ND-600型生物质热解气化炉已批量生产，用于木材烘干。北京顺义京成木材厂使用三台气化炉，每台每窑可节省6400kg的木材，增收640元，全年烘干30窑，可节省(增收)19200元，提高劳动生产率2~3倍，缩短烘干周期一半以上，取得明显经济效益。10GF54生物质燃气柴油双燃料发电机组，节油率70%，全年节油5.7t，合8000多元，扣除成本，年节油效益6000余元，同时降低发电成本50%。GSQ-1100大型上吸式气化炉以及木粉循环流化床装置，回收期仅3个月左右，具有较大的实用价值。在民用燃气方面，若开展生物质热解气化集中供气，户均仅相当于城市煤气的三分之一，为户用必威 betway必威沼气建设的2倍左右。
随着生物质流态化热化学转化制备生物燃气和固体产品综合利用的关键技术和设备的开发、实施和推广应用，以秸秆、枝桠、木屑等为原料，利用农林废弃物制备生物燃气并联产生物质炭，主要产品为生物燃气，同时获得副产品生物质炭。如果将生物质燃气用于发电考虑，目前生物质资源价格情况，按照250元/t计算，生物质原料发电消耗为2kg/kWh，原料成本达到0.50元/kWh，发电成本较高，考虑人工工资、自身电力消耗、维修费用、管理费用、设备折旧费等，发电成本达到了0.62元/kWh，在国家可再生能源政策的支持下，江苏省生物质电力上网价格为0.63元/kWh，因此将生物燃气用于发电运行利润微薄。然而，通过综合利用技术，发电所带来的副产品蒸汽和生物质炭，为企业带来更好的经济收益。在发电保本运行的情况下，按照规模5.0MW/h的实验工程计算，每年运行6000h，消耗原料10000t，可得到1500t生物质炭，按照目前的市场价格，炭售价为1000元/t，共收入150万元/a，具有较好的经济效益，以弥补发电的利润不足。
我国丰富的生物质资源，为生物质热解气化发电和热电联供，提供了资源保证。可以充分利用能量品位较低的生物质，减少能量品位较高的煤、油等的消耗，从而缓解化石资源带来的能源短缺的压力。从环境角度看，它能有效地减少环境污染和温室效应。
生物质能可广泛地用来生产电力，确保了国家电网电力供应安全。要实现2020年国民经济翻两番的目标，保障可靠的电力供应是必备的，但目前我国在电力供应方面还存在着较大的缺口。因而因地制宜的利用当地的生物质资源（秸秆、薪柴、谷壳和木屑等），建立分散、独立的离网或并网电站显得尤为重要。洁净的生物燃气还能合成多种化学燃料，在一定程度上减少我国对化石燃料的依赖程度。
生物质能属于清洁能源，有助于国家的环境建设和CO2与SO2的减排。生物质的有害物质（硫和灰分等）含量仅为中质烟煤的十分之一左右，另外，生物质产生和能源利用过程所排放的CO2可纳入自然界碳循环，实现CO2零排放，是减少CO2的重要的途径。
生物质热解气化的研究符合国家中长期科技发展规划和国家能源战略需求，有助于提升我国生物质能源领域的技术研究水平，推动生物质产业的发展，对缓解我国石油资源短缺、实现循环经济良性发展、解决“三农”问题起到十分积极的推动作用。
我国在21世纪将面临着经济增长和环境保护的双重压力，今后的能源发展格局，应该借鉴发达国家的经验，重视环境保护与可持续发展，改变能源生产和消费中的掠夺式粗放模式，开发利用生物质能等可再生的清洁能源资源，对促进国民经济发展和环境保护具有重大意义。
我国生物质资源丰富，生物质气化技术对充分利用这些资源、缓解能源紧张、提高能源品位、改善环境质量、提高人民生活水平等诸多方面具有重要意义，故大力开发生物质气化技术有着广阔的前景。
随着气化技术的成熟和完善，生物质气化的产业化和规模化应用，不仅具有较好的经济效益，而且产生很好的社会效益。对保障国家安全、促进社会可持续发展及提升我国相关产业竞争力的作用等具有十分重要的意义。
[1]蒋剑春:生物质能源应用研究现状与发展前景[J]．林产化学与工业,2002.22(2）
[3]钟 浩 谢 建 杨宗涛 张无敌 宋洪川:生物质热解气化技术的研究现状及其发展[J]．云南师范大学学报．2001，21(1)
时至今日，世界经济大体上仍然是化石燃料依赖型的，石油、煤和天然气占世界初级能源消费总量的85％左右，剩下的部分主要是水电和核电，真正的可再生清洁能源如风能、太阳能等所占比例不到3％。世界能源需求仍在以1.5％～2％的年率增长，而地质学家预测说，石油和天然气价格将大幅度上升，再也不会回落。
燃料电池的出现与发展，给便携式电子设备带来一场深刻的革命，并且还会波及到汽车业，住宅，以及社会各方面的集中供电系统。在21世纪中它将会把人类由集中供电带进一种分散供电的新时代。燃料电池供电，没有二氧化碳的排放，可减轻温室效应使全球气候变暖问题，它解决了火力发电使全球环境污染的问题，它是一个纯正的绿色清洁能源。
燃料电池的基本组成：阳极、阴极、电解质和外电路。燃料电池中的电解质有不同的种类。燃料电池是靠氢氧结合成水的反应来发电的，因而不会产生氮氧化物（NOX）和碳氢化合物（HC）等易对空气造成污染的物质。它由三部分组成：阴极、阳极和电解液。
（2）燃料电池所能够产生的电能只和燃料的供应有关，只要供给燃料就可以产生电能，其放电是连续进行的。
（3）燃料电池本体的质量和体积并不大，但需要一套燃料储存装置或燃料转换装置和附属设备才能获得氢气，而这些燃料储存装置或燃料转换装置和附属设备的质量和体积远远超过燃料电池本身。
燃料电池中的电催化作用是用来加速燃料电池化学反应中电荷转移的一种作用，一般发生在电极与电解质的分界面上。 催化剂是一类可产生电催化作用的物质。电催化剂可以分别用于催化阳极和阴极反应。这种分离的催化特征，使得人们可以更好地优选不同的催化剂。
由于燃料电池能将燃料的化学能直接转化为电能，因此，它没有像通常的火力发电机那样通过锅炉、汽轮机、发电机的能量形态变化，可以避免中间的转换的损失，达到很高的发电效率。同时还有以下一些特点：
不管是满负荷还是部分负荷均能保持高发电效率；不管装置规模大小均能保持高发电效率； 具有很强的过负载能力； 通过与燃料供给装置组合的可以适用的燃料广泛；用天然气和煤气等为燃料时，NOX及SOX等排出量少，环境相容性优。
此外，燃料电池的能量转换效率高，不受卡诺效率限制；清洁、环保。燃料电池不需要锅炉、汽轮机等大型设备、没有SOx、NOx气体和固体粉尘的排放；可靠性和操作性良好，噪声低；所用燃料广泛，占地面积小，建厂具有很大灵活性。
燃料电池可依据其工作温度、所用燃料的种类和电解质类型进行分类。按照工作温度，燃料电池可分为高、中、低温型三类。按燃料来源，燃料电池可分为直接式燃料电池(如直接甲醇燃料电池)，间接式燃料电池(如甲醇通过重整器产生氢气，然后以氢气为燃料电池的燃料)和再生类型进行分类。依据电解质的不同，可将燃料电池分为碱性燃料电池（AFC）、直接甲醇燃料电池（DMFC）、熔融碳酸盐燃料电池（MC
FC）、固体氧化物燃料电池（SOFC）及质子交换膜燃料电池（PEMFC）等。
直接甲醇燃料电池是以甲醇为燃料，通过与氧结合产生电流的，优点是直接使用甲醇，省去了氢的生产与存储。其电化学转化过程又可分为两种方式，一种是直接燃料电池，另一种是间接燃料电池。直接燃料电池主要是甲醇在阳极被电解为氢和二氧化碳，氢通过质子膜到阴极与氧气反应并同时产生电流。间接燃料电池是先将甲醇进行炼解或重整得到氢，然后再由氢和氧通过质子膜电解槽反应而获得供给汽车动力的电能。这种燃料电池以甲醇为能量来源，手机，笔记本电脑将不再用充电。
固体氧化物燃料电池采用固体氧化物作为电解质，除了高效，环境友好的特点外，它无材料腐蚀和电解液腐蚀等问题；在高的工作温度下电池排出的高质量余热可以充分利用，使其综合效率可由50%提高到70%以上； 它的燃料适用范围广，不仅能用H2，还可直接用CO、天然气（甲烷）、煤汽化气，碳氢化合物、NH3、H2S等作燃料。这类电池最适合于分散和集中发电。
再生氢氧燃料电池将水电解技术(电能+2H2O2H2+O2)与氢氧燃料电池技术(2H2+O2H2O+电能)相结合 ,氢氧燃料电池的燃料 H2、氧化剂O2可通过水电解过程得以“再生”, 起到蓄能作用。可以用作空间站电源。采用氢氧化钾溶液作为电解液。这种电解液效率很高（可达60-90％），但对影响纯度的杂质，如二氧化碳很敏感。因而运行中需采用纯态氢气和氧气。这一点限制了将其应用于宇宙飞行及国际工程等领域。
燃料电池工程中心研究双效催化剂和双效氧电极的制备方法，研制薄层电极并制备膜电极三合一组件，降低电极铂担量。目前电极的铂担量已降至0.02mg/cm2。同时进行固体电解质的水电解技术开发，已掌握水电解用膜电极的制备技术。
熔融碳酸盐燃料电池是一种高温电池（600～700℃），具有效率高（高于40%）、噪音低、无污染、燃料多样化（氢气、煤气、天然气和生物燃料等）、余热利用价值高和电池构造材料价廉等诸多优点，是下一世纪的绿色电站。
燃料电池技术因具备低污染、高能源转换效率的特性，更能满足人类高效、环保的需求。它具有更高的能源密度。紧急备用发电机、住宅用热电共生系统、UPS、分布式发电系统、军事国防、太空与运输工具领域、机器人、笔记型计算机、PDA、手机等便携电子产品、便携电源、搬运工具、电动辅助/代步车等。采用极薄的塑料薄膜作为其电解质。这种电解质具有高功率一重量比和低工作温度。是适用于固定和移动装置的理想材料。
质子交换膜燃料电池以磺酸型质子交换膜为固体电解质,无电解质腐蚀问题，能量转换效率高，无污染，可室温快速启动。质子交换膜燃料电池在固定电站、电动车、军用特种电源、可移动电源等方面都有广阔的应用前景，尤其是电动车的最佳驱动电源。它已成功地用于载人的公共汽车和奔驰轿车上。
高效、洁净的燃料电池必将在未来的高效、清洁发电技术中占有一席之地。但是，资金、技术、观念、基础设施上还有许多需要克服的困难。油价飙升、电价太贵，燃料电池成为未来家庭能源供应相对便宜的选择，也是目前最令人满意的解决方案。在固定电站、电动车、军用特种电源、可移动电源等方面都有广阔的应用前景。[科]
景忠山，位于河北省迁西县境内，海拔610米，面积15平方公里，大小景点40余处，它西距北京180公里，东距秦皇岛150公里，南距唐山75公里，北距承德140公里。景忠山始有庙宇建筑可上溯到宋代。明朝初年，此山建“三忠祠”，祠内塑有诸葛亮、岳飞、文天祥三位爱国忠臣。明嘉靖三年，蓟镇总兵马永又于“三忠祠”东侧建碧霞宫、奉元君像。清初形成了景忠山“庙宇七十二，金面百六尊”的寺庙建筑体系。景忠山自然风光十分秀丽。山上植被条件极好，野生植物资源异常丰富，多达80余种，森林覆盖率为100%。树种以松树为最，仅200年以上的古松就有2000多株。解放初期，景忠山被列为首批省级文物保护单位，倍受各级政府的重视和保护。通过十几年不断的发展，景忠山旅游区的服务设施逐步完善，现在，年接待游客30万人，旅游创收1000多万元，成为华北地区集宗教朝圣、观光游览、寻幽探险、休闲度假为一体的多功能旅游区。但是，旅游景区的消防工作远远落后于经济发展，火灾发生的频率逐渐增高，火灾的经济损失不断加剧。近几年，旅游景区发生火灾的案例层出不穷，旅游景区的消防安全形势异常严峻。所以，做好以景忠山为典型的风景区消防工作，避免火灾事故对当地旅游业造成巨大损失显得尤为重要。
景忠山风景区寺庙古建众多，入山口处景忠山山门牌楼建于明崇祯十五年，沿途有四帅殿、一道茶棚、二道茶棚、三道茶棚、吉祥钟亭、财神庙、碧霞元君大殿、三忠祠、大雄宝殿、玉皇殿等，均为明清时期所建。
（1）火灾荷载大，耐火等级低。在景忠山风景区中的建筑大部分是以木材作为主要材料，整体构架形式以木材为主，所以在火灾的荷载方面与国家规定的相关标准相差很大，耐火等级较低，一旦发生火灾，将会产生大面积的蔓延，造成严重的经济损失。由于景区内的通风条件较好，所以建筑中的木材水分含量较低，极为干燥，是引发火灾的重要物质条件。尤其是一些枯朽的木材，由于材质的密度较低，在气候比较干燥的情况下，即使是一点火星都可能会引发火灾。建筑中的这种木质材料是火灾传播的重要介质，在屋顶覆盖比较严密的情况下，一旦发生火灾，就像是堆满柴火的炉膛一般，会造成火势较旺的火灾，在内部积聚的热量容易在瞬间产生“轰燃”的现象，引发强烈的火势。因为古建筑中的木质结构表面积较大，并且接缝较多，所以提供了良好的通风条件，并且像三忠祠、财神庙这些建筑还是建设在山峦之上，所以一旦引发火灾，火势会迅速蔓延，呈现出立体燃烧的形势，造成严重的火灾事故。
（2）无防火间距，容易出现“火烧连营”。例如一道茶棚始建于明朝末年，是一组四合院式的佛教建筑，北有山门，南矗大殿，东西两侧为禅房。在庭院布局中，采用“四合院”和“廊院”的形式。这两种布局形式都缺少防火分隔和安全空间，如果其中一处起火，一时得不到有效控制，就会“城门失火，殃及池鱼”，毗连的木结构建筑很快就会出现大面积燃烧，形成“火烧连营”的局面。
（3）消防设施匮乏，火灾扑救难度大。景忠山风景区距离唐山市区75公里，距离最近的迁西县城需要约20分钟路程。风景区内既没有足够的训练有素的专职消防队员，也没有完备的消防设施。一旦发生火灾，位于城镇的消防队很难第一时间到达。加之山上没有消防水源，而对于一些高大的古建筑更是有水难攻，上山的道路多狭窄，并设有门槛、台阶，消防车根本无法通行，这些都给火灾扑救工作带来很大的困难。
景忠山的林木植被覆盖率为89%以上，超出当地平均值30个百分点，在众多的树种当中，尤以松树数量最大。据林业资料统计，在30平方公里的景区内，松树面积有6000多亩、50余万株，这里仅两百年以上的古松就达3000多棵。这些古松遍布在寺庙周围，山野峰巅，是景区一种重要的旅游资源。
第一个步骤是调查，以评估建筑或综合建筑群的火灾危险性。这包括识别火灾隐患，火灾发生危害以及疏散出路被堵塞所造成的有害后果等因素。火灾风险评估是系统对古建筑消防安全的现状进行客观评价，这方面的研究将用于发展古建筑消防总体规划。通过现场调查古建筑的建筑结构、可燃物的分布、人员结构与数目、文物的价值与分布，起火可能性、消防设施的类型与分布、消防管理水平等方面的情况，采用危险等级分析方法，分析古建筑内不同区域的危险度等级并给予标识，对危险较大区域进行重点防护。在调查分析的基础上，设计可能出现的火灾场景，利用计算机模拟分析火灾发生后的蔓延情况，古建筑发生轰然的时间，人员安全疏散的时间，研究需要的报警探测时间和合理的灭火方案。
由于景区内古建筑的材料以及结构的特殊性，通过改变防火分区以及结构等方法来降低火灾比较困难，所以可以通过利用清洁、高效阻燃技术来对古建筑的构件进行阻必威 betway必威燃处理，从源头上遏制火灾隐患，主要方法如下：（1）可燃建筑构件的阻燃。古建筑中容易引发火灾的重要部分就是建筑构件，比如说梁、柱、枋、檩等部分，这些木质的构件具有极高燃烧性，是传播火灾的重要介质。为了阻止和降低火灾蔓延的速度，可以在这些构件的表面涂刷或者喷涂防火涂料，在表面形成一层保护层，降低木材燃烧的性能。在有些需要保护的文物材料以及尊重民族风俗的构件处，所使用的阻燃材料要严格按照国家规定的标准执行，并且要报请上级批准，可相应的提高耐火等级。（2）内部可燃物的阻燃。古建筑物的内部可燃物主要是指帏、帘、帐等织物、纤维。因此，阻燃的重点是对这一类的聚合物材料进行阻燃设计。然而，不管采取何种阻燃技术，对于文物古建筑而言，重要的是“绿色”阻燃，即阻燃物质燃烧释放的物质不会损害文物和古建筑物本身。
火灾探测报警系统本身并不影响火灾的自然发展过程，其主要作用是及时将火灾迹象通知有关人员，以便准备疏散与组织灭火，并通过联动系统启动其它消防设施以灭火或控制烟气。由于古建筑结构和建筑材料的特殊性，保护文物不受灭火药剂或过多的水渍影响，及早地发现火情甚或火灾隐患显得尤为重要。一般而言，单一的火灾探测方法对于古建筑而言难以做到有效的早期报警。如正常情况下，寺庙大殿因香火存在大量烟雾，不宜采用感烟方法进行火灾探测，而较多明火存在（蜡烛、酥油灯）会对一般的感火焰火灾探测技术造成影响。虽然图像型火灾探测技术可以很好地解决这个问题，但是古建筑结构特殊，遮挡物较多，同时无明火条件下，此种方法作为早期火灾探测也是不适合的。因此，需要寻求复合火灾探测方法。
最为直接的方法是采用图像探测技术辅以空气采样火灾探测系统。景区内古建筑均设有监控系统，采用与监控系统关联的空气采样系统，工程量较少，避免了对文物的破坏，同时不会引起用电设备等其它危险因素，还可以对监控系统的摄像机和线路进行火灾隐患探测，有针对性地进行早期火灾预警。
（1）加强消防组织建设，建立健全的规章制度。为了提高景区的消防工作，首先需要建立完善的消防安全管理体系，制定全面的故障管理制度，建立严密的消防管理组织架构，并且将各项规章制度落到实处，提高基层组织的执行力。为了扩大消防安全管理的范围，在内部应该组织火灾安全领导小组，明确各个岗位的职责，彻底贯彻执行消防安全管理制度。在外部可以建立联防体系，与周边的企事业单位以及各基层组织建立防火岗位责任制，实现群联群防，发动一切可以发动的力量，共同参与到防火工作中来，切实加大防火安全管理的力度。另外，景区还应该建立一支自己的专职消防队伍，开展专业的培训技能，提高实战能力，在发生火灾时，能够第一时间参加抢救，减少因火灾而造成的损失。（2）加大宣传教育，落实管理措施。在景区内利用一切可以利用的宣传工具，向景区工作人员以及游客进行消防知识的宣传，切实提升全员的消防意识。对于景区内的工作人员，要定期的开展消防安全培训工作，讲解消防安全的重要性以及日常工作中需要注意的事项，从思想意识上认识到消防安全的重要性，在平时的言行中才能够控制火灾的发生，降低火灾隐患。对于进入景区的游客更要加强消防知识的宣传，因为游客旅游具有较强的分散性和随意性，所以要在明显的区域设置提示标语，尤其是在气候比较干燥的季节，更要通过广播以及录音等方式，提醒广大游客的消防意识。只有全员参与到消防安全工作中，才能够切实的保障景区的消防安全。（3）经常进行防火检查，积极整改火灾隐患。为了切实的消除火灾隐患，景区中的各个部门应该建立防火检查制度，定期对景区进行防火检查，对于存在的火灾隐患要及时清除。防火检查周期以及内容要根据景区中不同的区域的功能以及现状而定，在检查的过程中，一定要认真细致，尤其是对于细节部位的检查。对于不符合规定的部位，一定要及时整改，将火灾隐患消灭在萌芽状态。为了提高应对火灾的解决能力，应该建立火灾应急预案，针对景区内不同的寺庙古建类型建立对应的火灾应急预案，落实每日值班制度，第一时间内把火灾控制在初期阶段。
综上所述，古建筑是全人类的财富，对其进行科学的防火保护是全民的责任。以新的认识、新的理念和先进的现代科学防火对策来积极面对当前古建筑物防火安全问题，不断探索长效的工作机制以提高消防安全管理工作效率，这样才能使景中山景区各项消防安全工作系统化、规范化、制度化，以达到减少火灾，保障景区消防工作持续发展的目的。
[1]王龙天，郑勇.对旅游景区发展的探讨[J].集团经济学研究，2005（19）：22-25.
[2]杨杰，陶华.古建筑火灾分析及预防对策[J].消防科学与技术，2003，22（4）：42-44.
燃料电池是一种将氢燃料和氧化剂之间的化学能通过电极反应直接转化成电能的装置。它从外表上看有正负极和电解质等，像一个蓄电池，但实质上它不能“储电”而是一个“发电厂”，被誉为是一种继水力、火力、核电之后的第四电技术，也正在美、日等发达国家崛起。以急起直追的势头快步进入能以工业规模发电的行列。燃料电池具有高能量转换效率、低温快速启动、低热辐射和低排放、运行噪声低和适应不同功率要求，具有非常好的前景。
质子交换膜燃料电池(proton exchange membranefuel cell，英文简称PEMFC)是一种燃料电池，在原理上相当于水电解的“逆”装置。其单电池由阳极、阴极和质子交换膜组成，阳极为氢燃料发生氧化的场所，阴极为氧化剂还原的场所，两极都含有加速电极电化学反应的催化剂，质子交换膜作为电解质。工作时相当于一直流电源，其阳极即电源负极，阴极为电源正极。如图1。
燃料电池本质是水电解的“逆”装置，主要由三部分组成，即阳极、阴极、电解质，如图2。其阳极为氢电极，阴极为氧电极。通常，阳极和阴极上都含有一定量的催化剂，用来加速电极上发生的电化学反应。两极之间是电解质。
2)在阳极催化剂的作用下，1个氢分子解离为2个氢质子，并释放出2个电子，阳极反应为：H22H++2e。
3)在电池的另一端，氧气(或空气)通过管道或导气板到达阴极，在阴极催化剂的作用下，氧分子和氢离子与通过外电路到达阴极的电子发生反应生成水，阴极反应为：1／2 Q2+2H++2eH2O
电子在外电路形成直流电。因此，只要源源不断地向燃料电池阳极和阴极供给氢气和氧气，就可以向外电路的负载连续地输出电能。
1)高效转化――它不通过热机过程，不受卡诺循环的限制，通过氢氧化合作用，直接将化学能转化为电能，其能量转化效率在40～60％；如果实现热电联供，燃料的总利用率可高达80％以上；
3)工作安静――燃料电池电池组无机械运动部件，运动部件很少，工作时安静，噪声很低；
4)可靠性高――碱性燃料电池和磷酸燃料电池的运行均证明燃料电池的运行高度可靠，可作为各种应急电源和不间断电源使用：
5)环境友好――低热辐射和低排放，运行温度低于100℃，以纯氢为燃料时，燃料电池的化学反应物仅为水；以富氢气体为燃料时，其二氧化碳的排放量比热机过程减少40％以上，这对缓解地球的温室效应是十分重要的；
6)功率可调――适应不同功率要求，燃料电池发电装置由多个单电池可通过直叠的方式串联成电池组或通过平铺的方式联成电池组，根据需要的功率大小，来选择组装的层数。
燃料电池种类较多，依据电解质的不同，燃料电池分为碱性燃料电池(AFC)、磷酸型燃料电池(PAFC)、熔融碳酸盐燃料电池(MCFC)、固体氧化物燃料电池(SOFC)及质子交换膜燃料电池(PEMFC)等。它们的结构成分及属性如表1。
燃料电池既适宜用于集中发电，建造大、中型电站和区域性分散电站，也可用作各种规格的分散电源、电动车、不依赖空气推进的潜艇动力源和各种可移动电源，同时也可作为手机、笔记本电脑等供电的优选小型便携式电源。燃料电池产业的技术发展趋势，主要是在三个级别上针对不同的市场需求而齐头发展，100W～10KW电池面向民用，是移动基站、分立电源、潜艇、电动自行车、摩托车、游艇及场地车等的较佳动力源；10KW～100KW电池是电动汽车的首选动力源，是整个燃料电池产业发展的方向；100KW以上电池是特殊条件下电站动力源，如军用、边远地区等用途。
PEMFC作为移动式电源的应用领域分为两大类：一是可用作便携式电源、小型移动电源、车载电源等。适用于军事、通讯、计算机等领域，以满足应急供电和高可靠性、高稳定性供电的需要。实际应用是手机电池、笔记本电脑等便携电子设备、军用背负式通讯电源、卫星通讯车载电源等。二是用作自行车、摩托车、汽车等交通工具的动力电源，以满足环保对车辆排放的要求。从目前发展情况看，PEMFC是技术最成熟的电动车动力电源。
根据各国的社会、工业环境以及能源供需的不同，每个国家质子交换膜燃料电池在电动车的发展方向是不同的，美国和日本主要研究集中在燃料电池轿车方向，欧洲主要研究燃料电池公共汽车，中国的燃料电池脚踏车和轻型燃料电池轿车有很大前景。其中影响最大的开发项目有两个：一个是由美国DOE组织的国家PEMFC研究机构，一个是以加拿大Ballard动力公司的技术为支持、由奔驰、福特等公司支持的PEMFC电动汽车项目。必威 必威betway
在2003年，FoIkesson el al.通过欧洲清洁城市运输计划(CUTE)完成了混合燃料电池城市公共汽车的评估，这个计划的目标是设计并建立混合燃料电池公共汽车示范车，它由欧洲无核能源规划和一些企业及院校联合提供资金支持。目前，丰田汽车公司宣布8亿美元开发非石油燃料发动机，即氢燃料电池汽车。
Green car是美国Energy Partners公司在DOE的支持下于1993年开发出的世界上第一辆PEMFC驱动的“绿色汽车”，该车的功率为15kW，0～30m／h的加速时间为10s,最高时速达60m／h，一次充氢行驶里程为96km。
2004年，Hwang el al.了PEMFC电动脚踏车 示范车的测试结果，研究脚踏车的动机是因为在中国每日上下班普遍骑助力脚踏车。燃料电池系统由燃料电池堆栈、金属氢化物容器、空气泵、电磁阀门、冷却风扇、压力和温度传感器和微处理器组成。电堆由40片单电池组成，其额定功率和最大功率分别为303W(0.7V)和378W(0.66V)。电堆不仅驱动脚踏车的电动马达还为其它子系统提供能量。在此结果的基础上，他们开始研发两座位的轻型燃料电池车，尽管成功完成了示范车，但还没能解决一些经济和技术问题。
国内燃料电池的研发起步并不晚，甚至可以追溯到1958年，然而发展很慢，直到90年代才开始加快发展。目前燃料电池动力系统发展趋势很好，已具有从过去单电堆研究发展到带有支持系统和控制系统的燃料电池发动机系统的研发能力。国内燃料电池汽车领域已经取得了较大的进展，其中首台50kW燃料电池城市客车发动机已经研制成功，首台四轮驱动燃料电池轿车也在2002年12月初举行的上海工业博览会上亮相，但距真正的实际运用还有一段距离。近年来，我国对燃料电池电动车的研发也极为重视，被列入国家重点科技攻关计划，在2009年2月财政部公布的《节能与新能源汽车示范推广财政补助资金管理暂行办法》中，曾明确对购买燃料电池汽车每辆可补贴25万元。上海神力公司、富原燃料电池有限公司、清华大学、中科院大连化物所已分别研制出游览观光车、中巴车样车，其性能接近或达到国际先进水平。
PEMFC除适用于作为交通电源外，也非常适合用于固定式电源。既可与电网系统互联，用于调峰也可作为独立电源，用作海岛、山区、边远地区、或作为国防(人防)发供电系统电源。采用多台PEMFC发电机联网还可构成分散式供电系统。分散式供电系统有很多优点：
2)有利于热电联供(由于PEMFC电站无哚声，可就近安装，PEMFC发电所产生的热可进入供热系统)，可使燃料总利用率高达80％以上。
3)战争和自然灾害等影响比较小，尤其适宜于现代战争条件下的主动防护需要。
4)通过天燃气、煤气重整制氢，可利用现有天燃气、煤气供气系统等基础设施为PEMFC提供燃料，通过再生能源制氢(电解水制氢、太阳能电解制氢、生物制氢)则可形成循环利用系统(这种循环系统特别适用于边远地区、人所)，使系统建设成本和运行成本降低。国际上普遍认为，随着燃料电池的推广应用，发展分散型电站将是一个趋势。
华南理工大学独立研发的300kw质子交换膜燃料电池示范电站于2009年年底已悄悄启用，项目1850万元，占地仅2000平方米，是一个“微型”的发电厂。如图3。该发电厂彻底颠覆传统煤电模式，能量利用率可达90％。目前这一项目已得到华电、粤电的“青睐”，相关部门正在洽谈在大学城建设一个6000～10000千瓦燃料电池发电厂，而华工的教授也计划将广州的公交车能源更换为燃料电池。
随着现代科学技术的迅速发展及其在军事领域的广泛应用，以数字化技术为核心的新兴信息技术将渗透到战场的各个领域，从侦察、监视到预警，从通信、指挥到控制，从武器装备的自动化、精确制导和智能化到各种电子战手段，信息技术装备已经成为覆盖整个战场的、决定战争胜负的重要因素，它不仅构成总体作战的“神经系统”，而且成为总体作战能力的“倍增器”。电源作为信息技术装备的命脉，能否连续、可靠、安全、灵活地供电是至关重要的，它是信息技术装备密不可分的一部分。由于PEMFC发电机的诸多优越性能，国外将PEMFC应用于陆地军事设备研究主要有三个方向：单兵作战动力电源(
由于PEMFC发电机工作温度低，红外辐射少，无震动，没有噪音，因此特别适合用作为现代军用电源。从1980年到1990年随着微电子的发展，单兵配备很多新式装备如夜视镜、全球定位系统(GPS)、通讯联系设备和智能搜索系统。这些系统成为士兵的数字化装备必备系统。士兵必须带有很多不同型号的单电池为这些设备提供电源。PEMFC就可以为所有设备提供动力，减轻单兵所带电源。1998年8月，美国国防部在向国会国防委员会呈递的报告中指出：移动电力是永久性防御设施最基本的五大要素之一；燃料电池发电技术替代常规发电装置的迅速演变，给未来发电系统采用氢气作为主燃料开辟了道路；由于能量转换效率(超过60％)很高，操作维护极为简单，燃料电池发电机使氢能源作为主燃料的应用极为可靠而高效。因此，把作战燃料改为氢，将获得更加高效可靠的发电系统、更低的排放、更低的噪音、极大地减小热辐射和红外成像，便于伪装和隐蔽作战。
PEMFC在军事领域的一个重大用途是作为海军舰艇的动力电源。PEMFC发电机作为潜艇不依赖于空气的推进动力源与斯特林发动机和闭式循环柴油机相比，具有效率高、噪音低和红外辐射小等优点，在携带相同重量或体积的燃料气时，潜艇续航能力最强(大约为斯特林发动机的2倍)，且没有污染，因此PEMFC是潜艇AIP系统的最佳选择。德国从1980年(也是世界上最早)开始研究基于PEMFC发电机的潜艇，目前德国已能生产212、214型号的基于PEMFC发电机的潜艇。而美国海军与AP公司合作开始研制以柴油重整制氢为氢源的PEMFC发电机，还与Treadwell公司合作设计并制造了用于水下探测器的PEMFC电源。美国海军1995年完成了一项燃料电池技术在用作船用电网和推进系统时，对驱逐舰和小型护卫舰等海军战舰的设计性能及其影响进行了评价研究。海军水面战中心(NSWC)和美国海军研究署(ONR)，以及美国防高级研究计划局(DARPA)合作对巴拉德公司(BALLARD)提供500kW PEM模块进行了测试。美国海军计划在2007～2011年实现2.5MW电堆用于驱逐舰。最终目标是25MW的电堆。一般电池电能释放完后报废或需进行充电，PEMFC只要向其不断输入燃料和氧化剂，就能不断产生电能。PEMFC可以长时间连续工作，非常符合水下无人驾驶机器人的动力要求。
PEMFC发电机的诸多优越性能，使其在航空航天也具有极好的应用前景。早在1960年代，美国航空航天局(NASA)就与通用电气公司(GE)联合开发PEMFC发电机，并多次用于双子星座卫星计划的飞行，特别是1968年采用NafioR膜后在发射的生物卫星上使用PEMFC发电机，其寿命在实验室已达57000h。后来， NASA又与Hamilton标准公司合作研制RFC(再生燃料电池)系统，目的是配合太阳能发电系统组成用于火星探测飞行器或月球基地的动力电源(太阳能电解水装置功率35kW，PEMFC发电机功率25kW)。美国空军也与Treadwell公司签订协议研究用于卫星的RFC系统(PEMFC功率12kW，电压28V)。
PEMFC具有高能量密度，使得它能为无人驾驶飞机提供驱动力。美国航空航天局(NASA)研制了一架使用燃料电池做推进无人太阳能飞机的备份动力的无人驾驶飞机太阳神号(Helios)。美国波音公司也开展使用燃料电池做动力推进系统的UAV研究。波音公司与美国防高级研究计划局签订了无人机燃料电池动力系统开发合同，按设计要求新型燃料电池的无人机将延长无人机的空中连续飞行时间。燃料电池动力系统能使无人机在空中连续飞行数周，而不是现在的几十小时。
重要的民用设施如智能大厦、、宾馆等以及国防(人防)领域的供电系统均采用以外电为主、柴油发电机组为辅的供电方式。当外电毁坏启用柴油发电机组时，由于柴油发电机组存在烟气排放，隐蔽性差、震动大、噪音高、环保性能差等许多缺点，更不适合在未来高科技战争中使用。因此，研究基于PEMFC的发电系统可有效利用氢能实现环保，对民用供电和国防建设都具有推动作用。
从远古时代人类就使用化石燃料来取暖、烧熟食物，可以这样说：没有化石燃料，社会不可能发展，也没有如今的社会文明。然而在大量使用化石燃料的同时，人们发现化石燃料缺乏可持续性，同时，大量使用化石燃料会对环境造成影响。
例1.（2013年扬州市）下图是我国能源消费结构比例图。下列有关说法正确的是（）
命题意图：能源的多样化是当前世界各国都普遍存在的。本题以我国消耗的各种能源在总能源中的比例为背景材料，考查学生对各种能源的认识以及识图能力。
解析：煤、石油是一种自然资源，是远古时代古生物的遗骸经过一系列复杂的变化形成的，是不可再生能源，A项不正确。化石燃料包括煤、石油、天然气，根据能源消费结构比例图可看出，我国消耗的化石燃料占能源消费比例为90%（68%+18%+4%），B项不正确。煤燃烧产生的废气以及细小颗粒物严重污染环境，同时将煤炭作为主要能源，也是对资源的一种极大浪费，煤炭必须综合利用，C项不正确。在发展水电、风电、核电等时必须注意对生态环境的影响，因此必须有个“度”的问题，D项正确。
例2.（2011年黄冈市）能源问题是困扰人类可持续发展的一个重要因素。能源的开采、开发、储存和综合利用是世界各国科学家关注的重大课题。
（1）目前，从一次性能源消耗的构成看，我国及世界主要消耗的是煤、石油和天然气。上图是2002年我国与世界能源和消耗结构对比图，从图中可以看出，我国与世界能源消耗结构的主要差异是。
（2）目前世界能源结构中仍以化石燃料为主。但化石燃料燃烧直接排放的气体会对环境产生影响。其影响体现在：一是，二是。
（3）据报道，科学家在深海发现了一种外表像冰的固态物质，这种物质的成分是甲烷水合物（CH4・xH2O），称为可燃冰。通常状况下，这种物质不稳定、易分解、易燃，在低温或高压下呈固态。其储量超过煤和石油的总储量，是很有前途的待开发能源。
命题意图：本题以我国及世界能源结构的差距为命题背景，考查学生分析图表的能力、对使用化石燃料的负面影响的认识，以及对一种新能源――可燃冰的认识。
解析：（1）从图中可以看出我国使用的能源主要依赖化石燃料，尤其是以煤炭为主，石油、天然气为辅，而世界上使用的能源虽然也以化石燃料为主，但所占的比例比中国小，其中以石油、天然气为主，煤炭为辅，煤炭的燃烧产物中二氧化硫、氮的氧化物比石油、天然气的燃烧产物中大得多。（2）化石燃料燃烧可以产生温室气体――二氧化碳，同时还可以产生一氧化碳、二氧化硫、氮的氧化物，二氧化硫、氮的氧化物溶解在雨水中能形成酸雨。（3）①可燃冰与其他化石燃料相比较是一种清洁的能源，它基本上不含N、S等元素，燃烧产物不会形成酸雨，同时可燃冰的储藏量大，目前国际上公认，全球储藏的可燃冰可提供的总能量是已探明的煤、石油、天然气提供的总能量的2～3倍；②虽然可燃冰作为一种能源，与煤、石油相比较有许多优越性，但目前暂时没有得到广泛应用，主要是可燃冰的开采技术以及开采过程中可能会造成生态系统的平衡等问题没有得到解决，而且可燃冰不稳定，很容易分解放出甲烷，给运输带来困难。（4）可以提出的建议有，①开发可再生的、清洁的绿色新能源；②煤炭必须脱硫后使用；③综合利用化石燃料，为化石燃料创造更大的价值；④化石燃料燃烧后产生的尾气必须净化后再排放等。
答案：（1）我国使用的能源以煤炭为主，石油、天然气为辅，而世界能源以石油、天然气为主，煤炭为辅（2）酸雨温室效应（3）①储量大（或其他合理答案）②开采困难（或不稳定，给运输和贮存带来困难等）（4）①开发可再生的、清洁的绿色新能源②煤炭必须脱硫后使用（或其他合理答案）
2、再生型燃料电池的概念相对较新，但全球已有许多研究小组正在从事这方面的工作。这种电池构建了一个封闭的系统，不需要外部生成氢，而是将燃料电池中生成的水送回到以太阳能为动力的电解池中分解成氢和氧，然后将其送回到燃料电池。目前，这种电池的商业化开发仍有许多问题尚待解决，例如成本，太阳能利用的稳定性等。美国航空航天局（NASA）正在致力于这种电池的研究!
4、1基本原理。由于燃料电池的成本居高不下，目前仍处于研发和示范应用阶段，但它在能源贮备、供应方面的安全、可靠、高效率、无污染等特性和广阔的应用前景，使得全世界都在这个领域进行着研发竞赛!
5、燃料电池的基本原理是水的电解的逆反应。它由正极、负极和夹在正负极中间的电解质组成。工作时向负极供给燃料（氢），向正极供给氧化剂（空气），在电极上常使用催化剂（例如白金）来加速电化学反应。氢在负极分解成正离子H＋和电子e。氢离子进入电解液中，而电子则沿外部电路移向正极。用电的负载就接在外部电路中。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!
6、欧洲各国燃料电池开发较美国、日本为晚。早年主要兴趣在碱性电池，随着燃料电池技术的发展，其优越特性逐渐为人们所认识，欧洲各国也加快了燃料电池技术的引进开发。荷兰、意大利、德国、西班牙等国分别完成10kW、100kW、280kW级碳酸盐型电池的开发，德国和瑞士分别进行了7kW和10kW级固体氧化物电池的开发；意大利于1991年投运了美国造的1MW级磷酸型电池装置!
7、3燃料电池的研发和应用现状。其电解质为氧化锆，因含有少量的氧化钙与氧化钇，稳定度较高，不需要催化剂。一般而言，此种燃料电池操作温度约为1000℃，废热可回收再利用。固态氧化物燃料电池对目前所有燃料电池都有的硫污染具有最大的耐受性。由于使用固态的电解质，这种电池比熔融碳酸盐燃料电池更稳定。其效率约为60％左右，可供工业界用来发电和取暖，同时也具有为车辆提供备用动力的潜力。缺点是构建该型电池的耐高温材料价格昂贵!
8、普通电池是将电池内部的化学能转变成电能，而燃料电池是将电池外部的燃料（氢和氧）通过化学反应，将其释放的能量转变成电能输出。燃料电池外部的燃料存储系统是一个活动装置，可以方便地更换和补充燃料!