1.1研究背景

能源的生产与消费和全球性的气候变化，同地球上的室温效应有密切的关系。导致室温效应的原因，一半以上是来自全球目前的能源体系，即含碳化石燃料燃烧后所释放的二氧化碳。类社会发展至今，绝大部分的能量转化均是通过热机过程来实现的，热机过程转化效率低，造成严重的能源浪费，而且产生大量的粉尘、二氧化碳、氮氧化物和硫氧化物等有害物质及噪音。由此所造成的大气、水质、土壤污染，严重地危害着人类的生存环境，这些已经促使我们发展新的清洁能源，开发新能源，发展低碳经济已经成为当今世界的重要主题。目前我国已成为全世界第二大能源消耗大国、二氧化碳排放第一大国，节能低碳压力越来越大。

1.2研究目的

燃料电池是一种电化学的发电装置，不同与常规意义上的电池。燃料电池以电化学方式直将化学能转化为电能。它不经过热机过程，能量转化效率高一环境友好，几乎不排放氮氧化物和硫氧化物二氧化碳的排放量也比常规发电厂少以上。正是由于这些突出的优越性，燃料电技术被认为是世纪首选的洁净、高效的发电技术。燃料电池的最佳燃料为氢。当地球上的煤炭、石油逐渐减少时，人类赖以生存的能量将是核能和太阳能。那时，可用核能和太阳能发电，以电解水的方法来制取氢。利用氢来作为载能体，采用燃料电池技术与大气中的氧转化为各种用途的电能，如动力汽车、家庭用电等，那时的世界将进入氢能世界。

氢能在能源体系中占有很重要的地位，燃烧或者电化学反应后的产物是水，我国氢气产量也相当可观。燃料电池是高效利用氢能的发电装置，绿色环保，被公认是继火电、水电、核电之后的第四代发电技术，可用于诸多领域，在电动汽车发展中起到很大的作用。氢空质子交换膜燃料电池这在近些年得到了很高的关注。

1.3国际研究现状

目前，质子交换膜燃料电池组的质量比功率和体积比功率已分别达到或超过和，成为电动车和潜艇不依赖空气推进的最佳动力源。各种以质子交换膜燃料电池为动力的试验样车己经在运行，不但其性能可以和内燃机汽车想媲美，而且无污染。以质子交换膜燃料电池为动力的潜艇己在建造。迄今，质子交换膜燃料电池为的研究己经成为各种燃料电池研究大潮中的主流，有希望最快实现商业化，为提高燃料的利用率、降低全球的污染做出独具特色的贡献。

1.4国内研究现状

我国科学工作者在燃料电池基础研究和单项技术方面取得了不少进展，积累了一定经验。但是，由于多年来在燃料电池研究方面投入资金数量很少，就燃料电池技术的总体水平来看，与发达国家尚有较大差距。国内最早研究燃料电池的是中科院大连化学物理研究所，从六十年代开始，至今一直在我国燃料电池领域保持领先位置。目前，该所已经开发出小功率燃料电池测试系统。同时，清华、中山大学等高校也在积极投入，并取得多项科研成果。

2. 研究的基本内容与方案

2.1研究内容及目标