1、定义

水氢机是指甲醇水制氢技术与燃料电池技术高度集合的装置，利用小型化移动制氢与燃料电池高度集成的方式代替传统大规模制氢并分散利用的方式，巧妙的避开了氢气的压储运。水氢机是一种不需要经过卡诺循环的电化学发电装置，无需“储电”而是一个“发电厂”。由于在能量转换过程中，几乎不产生污染环境的含氮和硫氧化物，是一种环境友好的高效能量转换装置。随着研究不断地突破，水氢机已经在基站电源、汽车动力总成等方面开始应用。

2、基本结构及原理

水氢机包括“制氢+发电+控制”的“三大核心技术”系统。制氢系统以甲醇水溶液（甲醇与水的摩尔比为1:1）为原料，通过汽化——催化重整——纯化转化成超高纯氢气，为发电系统（质子膜系统）供氢；发电系统以制氢系统产生的氢气为原料，通过质子膜系统产生电能；控制集成系统由氢、氧、水、热、电、信号等进行交互结合而成，包括制氢系统与发电系统之间的调气子系统、控制氧气的泵系统、换热系统、热回收利用系统、生成水回收系统、发出电的导流输出控制系统、各部件信号传输系统及整体软件协调控制系统等。

化学公式如下，制氢：CH3OH+H2O→CO2+3H2发电：2H2+O2→2H2O+电。将氢气作为还原剂，而空气中的氧则承担了氧化剂，氢气将电子释放给氧气，生成唯一的产物水。

3、水氢机应用

由于水氢机模块化、功率范围广和燃料来源广等特点，能被应用于多种场合：动力总成、微型电站、商业供电、热电联产等。实际上，水氢机的商业化进行得如火如茶。

具体应用作简单介绍如下：

01便携式电源

便携式电源市场销售额的逐年増长吸引了许多电源技术，其产品包括：笔记本电脑、手机、收音机及其他需要电源的移动设备，为方便个人携带，便携式移动电源的基本要求通常要求电源具有高比能量、质轻小巧等特点。水氢机是一个发电设备，而不储电，不需要额外充电也使它能适应更长久的野外生活。

02固定电源

固定电源包括紧急备用电源、不间断电療、偏远地区独立电站等。相比于传统的铅酸电池，水氢机具有更长的运行时间（大约为铅酸电池的５倍）、更髙的比能和密度、更小的体积和更好的环境适应性。目前，水氢基站直供电源已经应用在通讯基站上。对于智能电网难以到达的偏远地区和紧急事故发生地，独立电站被认为是最经济且可靠的供电方式。在地展灾害中，水氢机可用作独立电站，为救灾工作发挥重要作用。

03交通动力电源

交通动力电源一直是清洁能源技术研发的主要诱导因素，因为全球１７％的温室气体都是由基于化石燃料的交通动力产生，另外还伴随着其他的大气污染问题，如雾霾等。水氢机是内燃机的最佳替代动力，主要原因是：

(a)只排放纯净水，无任何污染物排放；

(b)水氢机的工作效率极高（53%-59%），几乎是传统内燃机的两倍；

(c)可实现低温快速启动、运行噪音低且运行稳定；

(d)长效续航，没有充电、加氢难题；

(e)运行、维护成本低；

结合国情来看我国新能源车的发展方向，以煤炭发电为绝对主导的电力结构使得我国一般意义上的电动汽车并不能真正成为减少排放，成为控制雾霾的“救世主”。而不涉及燃烧、无机械损耗、能量转化率高、产物仅为电、热和水的水氢机从理论上无疑是眼下能够看到的几种技术中最具发展前景的。