一、燃料电池技术飞速发展，需要标准研究介入

    燃料电池是一种电化学的发电装置，将储存在燃料和氧化剂中的化学能，等温地按电化学原理转化为电能的能量转化装置，被认为是21世纪首选的洁净、高效发电技术。燃料电池按其电解质的不同，可分为碱性燃料电池、磷酸型燃料电池、质子交换膜燃料电池、熔融碳酸盐型燃料电池及固体氧化物燃料电池等。近十年来，尤以质子交换膜燃料电池(PEMFC)的发展最快，日益受到各国政府、大公司和科研机构的重视。

    燃料电池既适宜于集中发电，建造大、中型电站和区域分散电站，也可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，同时可作手机、笔记本电脑等便携式电源。目前在车用燃料电池方面，美国、欧洲和日本的汽车厂家都在加紧开发燃料电池技术，丰田、通用、戴-克等公司展开了激烈的燃料电池车技术开发竞争。在微型燃料电池方面，能够在笔记本电脑、掌上电脑和手机等便携式设备中替代电池的微型燃料电池正在取得进展，其中处于领先地位的大多数是日本和美国的公司。

    我国十分注重PEMFC的研究开发，在国家政策的大力扶持和各方面的关注下，结合国家863计划等重大项目，目前已形成了大连、上海、北京和武汉等几个以研发机构和高新技术企业为基础的燃料电池产业化基地，已研制出不同功率、不同用途的PEMFC样品并部分形成小批量试制能力，从各方面加快了形成产业化的进程。国内用户也纷纷看好PEMFC的潜在市场和广阔前景。但PEMFC既没有国际标准，又没有我国标准可循，带来的主要问题，在学术交流研讨乃至参加国际交流等活动中，经常出现术语不统一造成的误解，同时燃料电池的产业化进程发展迅速，但企业无标准可循，用户无标准可参照，势必造成将来市场的混乱。因此，在我国已取得PEMFC阶段性成果、正在加快产业化进程中，将标准早期介入是非常必要的，可以避免出现标准滞后于市场的现象。同时在研究制定我国国家标准的基础上，研究以我国为主制定国际标准的可能性。因此，制定PEWC的标准体系和关键技术标准的研究是非常及时必要的，也是非常重要的。

    二、充分调研和试验，开展标准研究和制定

    本课题在已取得科技成果的基础上，通过充分的调研和试验，并跟踪研究国际标准的制定，制定我国新能源和可再生能源领域中PEWC关键技术标准和标准体系研究。PEWC标准体系的编制，参考国际燃料电池技术委员会标准化战略规划中的相关部分，考虑我国燃料电池研发取得的成果和企业研发产生的标准需求，同时考虑到与正在开展的电动汽车攻关项目关于燃料电池研究内容的界定与接口；术语标准的起草，密切跟踪IEC/TC105国际标准的制定，与国际标准同步，吸收我国在燃料电池研发中产生的专业术语，参考了美国、加拿大巴拉德等著名燃料电池企业的术语词汇；电池堆等三项国家标准和测试方法研究技术路线立足于国内的自主开发项目的研究，研制部分测试设备，同时同步跟踪国际标准制定。

    课题组根据实际情况，采取了有针对性的调研工作，调研分为资料分析和实地调研，实地调研又分为国内调研和国外调研。国内调研主要是在大连和上海对我国主要的燃料电池研发生产企业的调研，就标准内容征求技术人员意见，2003年9月课题组组织研究人员在召开研讨会期间对大连新源动力股份有限公司当时的产品研发和生产流程进行了调研，同时就术语标准中有关集流板、窜气等有关问题与技术人员进行了深入的探讨；2004年9月课题组研究人员实地考察了上海神力科技有限公司配合863计划对电动道路车辆用燃料电池的研制，与技术人员探讨了标准制定中的有关问题。国外调研为结合参加国际会议和国外参观对国外有关燃料电池机构进行调研，获取国外燃料电池技术研发和产品生产情况的信息，同时交流燃料电池标准制定情况。课题组成员利用参加国际会议和出国考察的机会，共组织10余人次，对国外有关机构、企业进行访问和调研。通过实地调研和资料的分析研究，课题组对于国内外．PEMFC技术的发展有了全面而客观的了解，对关键技术方面进行了深入的研究，同时对目前燃料电池国际标准的进展进行了同步的跟踪研究，使得标准的研究制定工作朝着科学性、客观性、前瞻性和与国际同步的方向前进。

    课题开展过程中，根据课题整体进展情况和国家标准制修订程序的要求，召开了项目启动会议、五次工作组会议和三次的专门研讨会，对项目的进展做出安排，对出现的问题进行总结，对标准的内容根据专家意见进行试验验证、阶段性修改和讨论，使课题开展的各阶段工作脉络清晰而完整。课题共完成《质子交换膜燃料电池术语》、《质子交换膜燃料电池堆通用技术条件》、《固定式质子交换膜燃料电池发电系统(独立型)性能试验方法》、《便携式质子交换膜燃料电池发电系统》等四项国家标准和标准体系，以及膜电极和不良单元两项检测报告，其中“术语”标准已正式发布。

    三、遵循技术路线，突出标准课题研究特点

    本课题制定的技术路线是在已取得科技成果的基础上，运用拥有自主知识产权的技术，通过充分的调研并跟踪研究国际标准的制定，制定我国新能源和可再生能源领域中PEMFC关键技术标准和标准体系研究。体现出的课题研究特点是标准化研究早期介入高新技术产品研究领域，安全性作为燃料电池标准制定过程中的重点内容，标准制定与自主知识产权的专利技术的研究，标准的研究制定与国际标准同步，搭建由科研、生产、检测和标准为一体的研究平台。

    1．标准化研究早期介入高新技术产品研究领域  PEMFC标准体系的研究在目前国内外均没有相关体系的情况下，研究了美国等国家的“国家氢能燃料研究计划”和“氢能设想发展路线图”，结合我国的“氢能路线图”和国家“863”计划项目，制定出了覆盖当前预计到的PEMFc技术的所有标准，同时在标准体系中预留了空问，充分考虑了PEMFC标准体系的前瞻性。在标准的制定中，同步跟踪和研究国际标准的制定，同时充分考虑了我国目前取得的科研成果。“术语”准编制过程中选取词汇93条，其中来源于IEC术语的有60条，来源于我国PEMFC领域的科技著作、专利、期刊、科研攻关成果等文献和其他文件的专业技术词'汇33条。“电池堆”标准中，在气体泄漏和窜气试验中，充分考虑了我国的科研成果和生产的实际情况，采用不同的试验气体。在“便携式”和“固定式”标准制定中，参照了IEC的标准文件，又引入了许多在燃料电池发电系统中将用到的我国其他标准中现有的机械的和电控的技术要求，根据我国目前的科研生产实际情况，有些内容略有超前，因此将这两个标准制定为国家标准指导性技术文件，以期对行业的发展能起到积极的指导作用。

    2．安全性作为燃料电池标准制定过程中的重点内容

    作为一种新能源的发电设备，燃料电池的安全性自然是标准研究工作的重点之一。在本课题的研究过程中，对于燃料电池安全性的研究主要体现在体系中纳入有关的安全性标准，“电池堆”等标准中分别对燃料的泄漏和着火爆炸危险、电气危险、气体和材料的有毒性等问题进行了有关的研究和规定。

    标准体系中共列入54项标准，其中的安全性标准有8项，同时在标准中对燃料电池堆和发电系统的安全性进行了规定，如：在“电池堆”和“便携式”的标准中，对氢(或其他)燃料的内部泄漏或对外泄漏的保护措施(如通风、气体检测、防止运行温度高于自燃温度等)的规定，对涉及对人身和外部环境造成危害(如机械危险、电气危险、电磁兼容性(EMC)危险、热危险、故障危险、材料和废物中有毒材料和气体的危险)的安全措施也做出了相应要求。

    3．关于标准的制定与自主知识产权的专利技术的说明 本课题在可行性研究时的一个关键点是如何将自主知识产权的专利技术制定到标准中。本课题制定的国家标准并未实质性地将专利技术纳入，其主要原因一是目前在我国将专利技术写入国家标准还存在很大的争议，有待于随着我国社会与技术的不断进步，我国关于解决专利与标准问题的研究与实践的不断深入来解决。二是我国目前所取得的燃料电池专利技术并不适合制定到国家标准中。从本课题研究起初所确定的要研究的一些我国所取得的燃料电池专利来看，多为过程方法和工艺类专利，许多技术或工艺处于不断变化和进步的过程中，专利很难界定为标准制定中的基本专利，难以规定到国家标准中。

    4．标准的研究和制定与国际同步

    燃料电池国际标准由国际电工委员会燃料电池技术委员会(IEC/TC105)负责。IEC/TC105的工作范围是：制定适用于燃料电池技术的国际标准，包括的燃料电池技术有固定式燃料电池、运输用燃料电池(如驱动和辅助动力发电系统)、便携式燃料电池、微型燃料电池等。目前该技术委员会有正式发布标准2项、正在制定中的8项，其中包括“术语”、“模块”等基础标准和固定式发电系统、微型发电系统等系列产品标准，本项目所研究完成的国家标准基本与国际标准同步。

    5．搭建了一个由科研、生产、检测和标准为一体的标准化研究平台

    我国PEMFC的研究是从上世纪90年代开始的，目前主要的研制机构有中科院大连化物所、清华大学、上海同济大学、武汉理工大学、中山大学等单位，形成了以大连新源动力、上海神力、北京富原、北京飞驰绿能、上海博能等企业为代表的大连、北京、上海、武汉等多个燃料电池产业化基地。在做本课题之前，各家研究机构和企业间没有更多实质意义上的交流与合作。本课题的开展，运用标准化工作的思路，将有关机构和单位通过项目紧密联系在一起，搭建了一个由科研、生产、检测和标准为一体的研究平台(现已申请组建全国燃料电池标准技术委员会)，使燃料电池各相关方有机会通过这个平台平等对话，共同探讨燃料电池技术的进步，促进企业发展并与国际接轨。

    四、结束语

    目前燃料电池技术的发展还面临着关键材料的成本必须大大降低、氢的生产和储运的安全性和可靠性必须大大提高、PEMFC的功能性和寿命也必须大大提高等难题，但随着技术的不断进步，这些难题都将会取得革命性的突破。本课题所制定的PEMFC标准和体系在充分考虑了与国际标准体系衔接和结合我国产业和标准化技术发展的现实情况，将作为我国新能源标准体系中重要的组成部分来填补我国在此方面的空白，同时将推动我国未来若干年内燃料电池技术产业化进程，满足市场对燃料电池日益增加的需求，为我国能源的自主性和多样性做出重要的贡献。