新能源汽車是未來的趨勢(shì)，各大主機(jī)廠，對(duì)于未來新能源的發(fā)展方向也是有不同的選擇。氫燃料電池以氫氣為燃料無污染，而且發(fā)電效率高續(xù)航時(shí)間長(zhǎng)，是一種非常理想的電池。目前涉足氫燃料電池車型研發(fā)的車企有不少，包括奔馳、寶馬，國內(nèi)的上汽榮威等。而已經(jīng)實(shí)現(xiàn)量產(chǎn)銷售的則有豐田MIRAI和本田CLARITY，另外還有現(xiàn)代的NEXO也將在今年3月在海外上市。今天，小編就和大家聊一聊氫燃料電池。
中國汽車工程學(xué)會(huì)常務(wù)副理事長(zhǎng)兼秘書長(zhǎng)張進(jìn)華說過：“氫能是多能源傳輸和融合交互的紐帶，是未來清潔低碳能源系統(tǒng)的核心之一。氫能燃料電池技術(shù)正成為全球能源技術(shù)革命的重要方向和各國未來能源戰(zhàn)略的重要組成部分。”
什么是氫燃料電池
氫燃料電池是使用氫這種化學(xué)元素，制造成儲(chǔ)存能量的電池。其基本原理是電解水的逆反應(yīng)，把氫和氧分別供給陽極和陰極，氫通過陽極向外擴(kuò)散和電解質(zhì)發(fā)生反應(yīng)后，放出電子通過外部的負(fù)載到達(dá)陰極。
氫燃料電池的優(yōu)缺點(diǎn)
優(yōu)勢(shì)：
無污染。燃料電池對(duì)環(huán)境無污染。它是通過電化學(xué)反應(yīng)，而不是采用燃燒（汽、柴油）或儲(chǔ)能（蓄電池）方式－－最典型的傳統(tǒng)后備電源方案。燃燒會(huì)釋放象COx、NOx、SOx氣體和粉塵等污染物。如上所述，燃料電池只會(huì)產(chǎn)生水和熱。如果氫是通過可再生能源產(chǎn)生的（光伏電池板、風(fēng)能發(fā)電等），整個(gè)循環(huán)就是徹底的不產(chǎn)生有害物質(zhì)排放的過程。
無噪聲。燃料電池運(yùn)行安靜，噪聲大約只有55dB，相當(dāng)于人們正常交談的水平。這使得燃料電池適合于室內(nèi)安裝，或是在室外對(duì)噪聲有限制的地方。
高效率。燃料電池的發(fā)電效率可以達(dá)到50%以上，這是由燃料電池的轉(zhuǎn)換性質(zhì)決定的，直接將化學(xué)能轉(zhuǎn)換為電能，不需要經(jīng)過熱能和機(jī)械能（發(fā)電機(jī)）的中間變換。
缺點(diǎn)：
氫燃料成本過高，而且氫燃料的存儲(chǔ)和運(yùn)輸按照技術(shù)條件來說非常困難，因?yàn)闅浞肿臃浅Ｐ?，極易透過儲(chǔ)藏裝置的外殼逃逸。另外最致命的問題，氫氣的提取需要通過電解水或者利用天然氣，如此一來同樣需要消耗大量能源，除非使用核電來提取，否則無法從根本上降低二氧化碳排放。
制約氫燃料電池發(fā)展的因素
氫燃料電池技術(shù)還有待提高。氫燃料電池汽車的關(guān)鍵技術(shù)是燃料電池反應(yīng)堆。燃料電池現(xiàn)在用的質(zhì)子交換膜，質(zhì)子交換膜耐溫只有120度，它的工作溫度85度—90度，不能超過100度，超過100度膜就有問題了。但是溫度比較低的時(shí)候，空氣上壓力加不上去，化學(xué)反應(yīng)就會(huì)受影響。
成本高。催化劑用的是鉑金。鉑金有兩個(gè)問題，首先，全世界產(chǎn)量很低，它的價(jià)格很貴，大概是黃金的4倍/克，其次，鉑這個(gè)催化劑很嬌嫩，容易中毒，無論是空氣還是氫氣，尤其是氫氣里面有一氧化碳的話就中毒了，還有氮氧化物和硫化物，一旦中毒變不出質(zhì)子，電子也就出不來了，而且會(huì)在堆里揮發(fā)不出去，必須從膜里拿下來重新冶煉，這就會(huì)影響堆的壽命。如果燃料電池堆的催化劑不能產(chǎn)業(yè)化的話，不能脫離鉑金，那大規(guī)模的生產(chǎn)就非常困難?，F(xiàn)在豐田的鉑金用量是最少的，因?yàn)樨S田的制造精度和精益生產(chǎn)能力是世界上第一的。
安全問題。氫氣純度要求非常高，我們叫做四個(gè)“9”，也就是說，氫的純度至少要99.99%，其中一氧化碳的濃度要保持10的負(fù)6次方以下。我們做的氫燃料電池車所用的氫有時(shí)候來自甲醇重整、煤氣重整，但都不放心，里面有雜質(zhì)，就會(huì)讓催化劑鉑金中毒。所以大部分都是在晚上用低谷電做電解水制氫，因?yàn)殡娊馑锩嫔傻臍涫腔瘜W(xué)純度的氫，里面的一氧化碳幾乎零。晚上低谷電電解水的話，是3毛錢一度電，電解水出來的氫氣還得進(jìn)行測(cè)試和凈化，這個(gè)成本很重要，而且萬一運(yùn)輸過程中出現(xiàn)問題，滲進(jìn)一些東西，對(duì)燃料電池是致命的，因?yàn)殂K金貴，還嬌嫩，容易中毒。
氫燃料運(yùn)輸、儲(chǔ)存和加注站問題。氫氣燃料由于分子很小，容易從儲(chǔ)存的裝置中溢出，依照現(xiàn)有的技術(shù)運(yùn)輸、儲(chǔ)存仍然是個(gè)難以攻克的問題。另外，同電動(dòng)汽車一樣氫氣燃料汽車的燃料加注一樣存在加注站太少的情況。與建設(shè)充電樁不同的地方在于，電網(wǎng)目前的覆蓋程度高，充電樁建設(shè)相對(duì)容易，而氫氣燃料加注站需要像加油站一樣建設(shè)儲(chǔ)存裝置，或者鋪設(shè)氫氣運(yùn)輸管道，成本以及普及時(shí)間都是很大的問題。
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