提起新能源，第一印象就是环保节能。氢燃料电池已不是什么全新的技术，氢气没有污染、零排放。早在20世纪60年代，氢燃料电池就已经成功地应用于航天领域。往返于太空和地球之间的“阿波罗”飞船就安装了这种体积小、容量大的装置。进入70年代以后，随着人们不断地掌握多种先进的制氢技术，氢燃料电池很快就被运用于发电和汽车。氢燃料电池技术是未来改变人类生活的新技术之一，将成为解决石油危机的新途径。

氢燃料电池的工作原理

和普通电池一样，燃料电池由阳极、阴极和电解质组成。大部分燃料电池汽车使用聚合物交换膜燃料电池（PEMFC）。氢燃料电池的基本工作原理是将氢气送到燃料电池的阳极板（负极），经过催化剂——铂的作用，氢原子中的一个电子被分离出来，失去电子的氢离子（质子）穿过质子交换膜，到达燃料电池阴极板（正极），与氧原子和氢离子重新结合为水。由于供应给阴极板的氧，可以从空气中获得，因此只要不断地给阳极板供应氢，给阴极板供应空气，并及时把水（蒸气）带走，就可以不断地提供电能。由于氢燃料电池不储能，确切地讲应该称为氢发电装置。

金属铂稀缺

在氢燃料电池发电的过程中会用到金属铂作为催化剂。这种金属就是铂金戒指的铂，产量小且价格昂贵。想要大规模生产氢燃料电池，铂就是瓶颈，而且完全没有规模化后成本减少的效应，反而需求越多就会越贵。4.氢气的安全性。

降低燃料电池成本的方法

1、石墨烯作为替代催化剂

日本东北大学的研究小组，尝试用石墨烯作为替代催化剂。石墨烯是一种由碳原子构成的单层片状结构新材料，价格不高。研究人员先利用片状石墨烯制作出立体结构，然后用气相沉积法给立体结构镀上氮和硫。结果发现，镀上的氮和硫的量越多，就越能高效催化制造出更过的氢。

如果在石墨烯催化剂中再加入镍，其制氢能力就可以超越铂催化剂，预计将此技术市场化后，可以使燃料电池成本大大下降。

2、新的纳米催化剂

瑞典查尔姆斯理工大学和丹麦技术大学的研究者们开发出了一种新的纳米合金的生产工艺，可以大幅度降低燃料电池所需的贵金属铂的数量。为了生产纳米薄膜催化剂，研究人员使用溅射技术将铂和钇在真空室中合成。而以前使用其他方法批量生产铂与钇纳米颗粒形式的合金的尝试被证明失败了，因为钇被氧化而不是与铂形成合金。新的纳米催化剂对于燃料电池的可行性具有很大希望，“通过我们的方法，对于要求最高的反应也只需要十分之一的铂。这可以将燃料电池所需的铂的用量减少约70％。”查尔姆斯物理系的研究人员Bj6rnWickman认为，如果在燃料电池中可以达到这样的效率水平，则所需的铂的用量将与传统汽车催化转化器中使用的铂的用量相当。虽然如今的燃料电池需要稍微修改以能够使用这种新合金，但是这一改变最终可能会使得燃料电池的技术变得更为经济实惠和普遍使用。

3、新型铂催化剂

俄罗斯南联邦大学化学家开发出一种新型铂催化剂，其中铂金含量大大降低，但效率显著提升。化学家和生物学家一直尝试使用镍或其他廉价金属的化合物、纳米颗粒或者各种微生物的蛋白质替代这些贵金属，但到目前为止，还没找到铂的替代品。过去，化学家试图用铂包覆镍、铜和其他金属的纳米颗粒，来提高催化剂效率，但由于这种颗粒的形状很难控制，金属层与层之间的边缘过于锋利，很难保护其脆弱内核。该研究项目主持人弗拉基米尔·古特曼和其同事开发出一种新型粒子，使铂原子从纳米结构的核心到表面均匀地增加，解决了这个问题。首轮测试显示，这种纳米粒子降解速度比普通纳米粒子慢7-8倍。这种催化剂还可用于制造燃料电池的其他金属，这将加速氢能发展，帮助全球经济走上可持续发展之路。

能源和环境问题已成为人类发展的很大障碍,融合各种高新技术,立足于氢能基础上的燃料电池人类的进步注入了活力。燃料电池目前还面临众多的技术问题,在成本上离商业化还有不小的距离,但燃料电池拥有无以比拟的良好性能,寻找和发展新的降低燃料电池成本的方法是当今研究的热点。