本文发表于《大众科学》的前博客网络，反映了作者的观点，不一定反映《大众科学》的观点。
燃料电池历史悠久。各种类型的燃料电池一直是 NASA 太空计划的一部分，并且燃料电池如何工作的基本科学原理——能量载体进入，在阳极中产生电荷流动，电荷迁移到阴极产生电流，并被某种形式的电解质隔开——已经为人所知一个多世纪了。然而，Bloom Energy 认为，现在终于到了更有前景的燃料电池技术之一——固体氧化物燃料电池（之所以这样称呼是因为电解质是固体而不是更常见的液体）——大规模发电的时候了。
这家公司在 2 月 18 日播出的《60 分钟》节目中亮相，已经开发出一种版本的固体氧化物燃料电池，它依靠天然气发电 100 千瓦，总共耗资 80 万美元。即使在这个价格下，该公司也已向 eBay、谷歌和沃尔玛等客户出售了 30 台，主要是为了让这些公司即使在传统电网供电中断的情况下也能确保可靠的电力供应。这种昂贵的技术将取代医院等机构常用的更典型的柴油发电机，柴油发电机的成本可能低至 25,000 美元，还不包括与石油衍生燃料相关的成本。
关于支持科学新闻事业
如果您喜欢这篇文章，请考虑通过以下方式支持我们屡获殊荣的新闻事业： 订阅。通过购买订阅，您正在帮助确保未来能够继续讲述关于塑造我们当今世界的发现和想法的具有影响力的故事。
事实上，如果没有各种政府补贴，特别是联邦税收抵免以及加利福尼亚州的激励措施，Bloom 能源盒在经济上毫无意义。根据 Bloom 首席执行官 K. R. Sridhar 的说法，这意味着他的能源盒发出的电每千瓦时成本低至 9 美分，或者比 加利福尼亚州的平均电价 低 3 美分。
但多年来，固体氧化物燃料电池的发展历程可谓是时冷时热，字面意义上也是如此。这是因为该技术依赖于高达 1000 摄氏度的运行温度，而且，也许正是由于这些高温，它仍然极易发生故障，特别是所有使燃料电池运行所需的额外部件：风扇、加热器和处理天然气燃料的设备。此外，构成阳极、阴极和电解质的材料中的微观缺陷可能会使整个装置停止运行，并且电池必须预热到工作温度才能发电，这使其启动速度较慢。
Bloom 声称已经克服了其“能源服务器”的这些问题，但他们远非唯一致力于此的公司，最近的 ARPA-E 峰会的研究就证明了这一点。威廉玛丽学院的物理学家 Gunter Luepke 和正在接受物理学家培训的 Erik Spahr 正在开发一种使用红外光来实现更快启动和更长寿命的燃料电池，这种燃料电池甚至可能适用于汽车。马里兰大学的材料科学家 Eric Wachsman 已成功将工作温度降至 400 摄氏度。
当然，由于这种固体氧化物燃料电池依赖于天然气，它们并非完全是未来的零排放电源——每千瓦时产生的二氧化碳比内燃机少约三分之一。但是，植物可以气化形成燃料，从而使该过程至少实现碳中和。 像这样的固体氧化物燃料电池能否不负众望是另一个问题。 毕竟，就在几年前，人们还认为 Plug Power 或 Ballard Power Systems 以及 质子交换膜燃料电池 将成为家用电力和汽车推进力的主力。
图片：Bloom 能源服务器正在安装中。图片由 Bloom Energy 提供