燃料電池（fuel cell）被認(rèn)為是未來(lái)首選的一種潔凈高效的新的發(fā)電裝置，正越來(lái)越受到重視和廣泛研究與應(yīng)用。燃料電池也是一種化學(xué)電池，它和普通的化學(xué)電池一樣，靠?jī)蓸O的氧化-還原反應(yīng)產(chǎn)出電荷，只不過(guò)它所需要的化學(xué)原料不儲(chǔ)存在電池內(nèi)部，而是由外部供給。在GB/T 2900.41《電工術(shù)語(yǔ) 原電池與蓄電池》中對(duì)燃料電池的定義是：通過(guò)一個(gè)化學(xué)過(guò)程，將連續(xù)供應(yīng)的反應(yīng)物的化學(xué)能轉(zhuǎn)變?yōu)殡娔艿难b置。
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一、燃料電池的基本性能
燃料電池的種類可以根據(jù)所用燃料和電解質(zhì)的不同來(lái)劃分，國(guó)際上依據(jù)電解質(zhì)的不同基本上分為五類：AFC、PAFC、MCFC、SOFC、PEMFC，其名稱和各種類的主要特點(diǎn)匯總在下表1-1中。它們單體燃料電池的電氣參數(shù)（理論電動(dòng)勢(shì)、工作電壓、效率等）詳見下表1-2。
表1-1：燃料電池的名稱和各種類的主要特點(diǎn)
表1-2：?jiǎn)误w燃料電池的電氣參數(shù)
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燃料電池在標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)下（其物質(zhì)工作條件在溫度25℃、環(huán)境大氣壓在1Pa的測(cè)量值）的電動(dòng)勢(shì)與熱力學(xué)參數(shù)吉布斯自由能變量ΔG、焓變量ΔH等有關(guān)，即通過(guò)熱力學(xué)定律來(lái)考察物質(zhì)電化學(xué)反應(yīng)性質(zhì)，燃料電池常用的幾種燃料物質(zhì)的熱力學(xué)的參數(shù)及相關(guān)電池反應(yīng)的一些參數(shù)詳見下表1-3，表中的△G0、ΔH0值可以從熱力學(xué)手冊(cè)查出。
表1-3：幾種物質(zhì)的熱力學(xué)特性（25℃、1Pa）
二、通信用燃料電池供電系統(tǒng)技術(shù)要求
燃料電池的供電，不像非燃料蓄電池（如鉛酸蓄電池）的供電，單個(gè)蓄電池串接成額定直流電壓的蓄電池組直接向通信設(shè)備供電。而燃料蓄電池的供電必須有其它配套設(shè)施組成供電系統(tǒng)，如除燃料電池單元外，還有供料單元、水與熱的管理單元等等。
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因此，燃料電池在通信電源系統(tǒng)的應(yīng)用，目前并沒有得到真正地普及和實(shí)用。在2010年工信部發(fā)布了一個(gè)技術(shù)報(bào)告，即YDB 051《通信用氫燃料電池供電系統(tǒng)》。該技術(shù)報(bào)告是作為指導(dǎo)研制之用，并非是通信行業(yè)正式標(biāo)準(zhǔn)。但從該技術(shù)報(bào)告可以看到燃料電池系統(tǒng)在通信電源領(lǐng)域的應(yīng)用方向，該技術(shù)報(bào)告給出了通信用燃料電池系統(tǒng)的下述技術(shù)要求。
1、氫燃料電池供電系統(tǒng)的輸出要求
在YDB 051-2010中規(guī)定，氫燃料電池系統(tǒng)直流輸出額定值為48V，可調(diào)節(jié)范圍為43.2V~57.6V。輸出電壓在在其可調(diào)范圍內(nèi)應(yīng)能手動(dòng)或自動(dòng)連續(xù)可調(diào)。燃料電池模塊和燃料電池系統(tǒng)的輸出功率額定值系列，具體詳見下表2-1。
表2-1：燃料電池模塊和燃料電池系統(tǒng)的輸出功率額定值系列
2、燃料單元的要求
該系統(tǒng)采用氫氣瓶提供燃料氫。其氫的純度應(yīng)符合下表2-2的要求。氫氣瓶的儲(chǔ)氫容量應(yīng)根據(jù)燃料單元的功率配置，氫氣瓶的儲(chǔ)氫容量應(yīng)不小于5m3標(biāo)況氫氣/kW。
表2-2：氫的純度要求
3、燃料電池單元的要求
燃料電池單元可采用電堆或多模塊并聯(lián)方式。常溫條件下，輸出功率從0到80%額定功率的啟動(dòng)時(shí)間不大于3min。輸出額定功率時(shí)燃料電池單元的效率不小于50%。燃料消耗速率與額定輸出功率相關(guān)，應(yīng)符合下表2-3的規(guī)定。
表2-3：燃料電池的燃料消耗率
上述簡(jiǎn)要的介紹了YDB 051-2010中的氫燃料電池供電系統(tǒng)的相關(guān)技術(shù)要求，若要詳細(xì)了解該技術(shù)報(bào)告具體內(nèi)容的請(qǐng)查閱下附件2。
附件2：YDB 051-2010《通信用氫燃料電池供電系統(tǒng)》
三、通信用氫燃料電池供電系統(tǒng)的維護(hù)技術(shù)要求
工信部在2018年首次發(fā)布了通信用氫燃料電池供電系統(tǒng)的維護(hù)技術(shù)要求的通信行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)，即YD/T 3425《通信用氫燃料電池供電系統(tǒng)維護(hù)技術(shù)要求》，對(duì)通信用氫燃料電池供電系統(tǒng)的使用條件、維護(hù)項(xiàng)目、維護(hù)周期和維護(hù)檢查方法等作出了規(guī)定，但并沒有給出維護(hù)技術(shù)指標(biāo)應(yīng)滿足的要求。該標(biāo)準(zhǔn)于2019年4月1日起實(shí)施，若要詳細(xì)了解該標(biāo)準(zhǔn)具體內(nèi)容的請(qǐng)查閱下附件3。
附件3：YD/T 3425-2018《通信用氫燃料電池供電系統(tǒng)維護(hù)技術(shù)要求》
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