燃料電池汽車是什么？

燃料電池汽車也是電動汽車，只不過“電池”是氫(qing)氧混合(he)燃(ran)(ran)料(liao)(liao)電池。和普通(tong)化(hua)學電池相比，燃(ran)(ran)料(liao)(liao)電池可以補(bu)(bu)充燃(ran)(ran)料(liao)(liao)，通(tong)常是補(bu)(bu)充氫(qing)氣。一些燃(ran)(ran)料(liao)(liao)電池能使(shi)用甲烷和汽油作為(wei)燃(ran)(ran)料(liao)(liao)，但通(tong)常是限制(zhi)在電廠和叉車(che)等工業領域使(shi)用。

和普通(tong)電(dian)池(chi)一樣，燃料(liao)電(dian)池(chi)由陽極、陰極和電(dian)解質組成(cheng)。大部分燃料(liao)電(dian)池(chi)汽(qi)車(che)如(ru)Mirai或本田的(de)(de)FCX Clarity使用聚合物交換膜燃料(liao)電(dian)池(chi)(PEMFC)。在(zai)(zai)這(zhe)一系統中，氫(qing)氣受壓通(tong)過鉑催化劑，分解成(cheng)兩個氫(qing)離子(zi)(zi)和兩個電(dian)子(zi)(zi)。這(zhe)些電(dian)子(zi)(zi)會驅(qu)動汽(qi)車(che)的(de)(de)電(dian)動機，而氫(qing)離子(zi)(zi)會和氧氣結合成(cheng)水，以蒸汽(qi)“廢氣”的(de)(de)形式(shi)排(pai)出。通(tong)過將這(zhe)些電(dian)池(chi)堆疊在(zai)(zai)一起，就能為汽(qi)車(che)提供足夠電(dian)力。

哪些廠商在(zai)(zai)(zai)(zai)制造(zao)燃(ran)料電(dian)池(chi)(chi)汽(qi)(qi)車(che)呢？韓國(guo)現代在(zai)(zai)(zai)(zai)今(jin)年(nian)(nian)夏天推出(chu)了(le)Tucson燃(ran)料電(dian)池(chi)(chi)汽(qi)(qi)車(che)，租期三(san)年(nian)(nian)，每(mei)月(yue)需付費499美元，并(bing)計劃今(jin)年(nian)(nian)在(zai)(zai)(zai)(zai)南加州銷(xiao)售60輛Tucson。上文提到的(de)(de)豐田(tian)(tian)Mirai會在(zai)(zai)(zai)(zai)明年(nian)(nian)上市（出(chu)租價格每(mei)月(yue)499美元，從加州開始）；本田(tian)(tian)的(de)(de)燃(ran)料電(dian)池(chi)(chi)汽(qi)(qi)車(che)會在(zai)(zai)(zai)(zai)2016年(nian)(nian)上市（本田(tian)(tian)最近終止(zhi)了(le)FCX Clarity項目，但在(zai)(zai)(zai)(zai)2008年(nian)(nian)至2014年(nian)(nian)間出(chu)租了(le)45輛）；寶馬很快(kuai)就會宣布(bu)一款(kuan)燃(ran)料電(dian)池(chi)(chi)驅動的(de)(de)原型車(che)，并(bing)同意與豐田(tian)(tian)共享技術；包括通用汽(qi)(qi)車(che)在(zai)(zai)(zai)(zai)內的(de)(de)其他(ta)汽(qi)(qi)車(che)制造(zao)商也在(zai)(zai)(zai)(zai)測(ce)試(shi)燃(ran)料電(dian)池(chi)(chi)汽(qi)(qi)車(che)。

燃料電池汽車優缺點：

（1）優點

與傳統汽車、純電動汽(qi)車技(ji)術相比，燃料電池電動汽(qi)車具有以下(xia)優(you)點。

①零(ling)排放(fang)或近似零(ling)排放(fang)，綠(lv)色環(huan)保。與(yu)傳統汽(qi)車相比(bi)既(ji)減少了機油(you)泄(xie)漏帶來(lai)的(de)水污染，又降低了溫室氣(qi)體的(de)排放(fang)。

②能(neng)量轉換效(xiao)(xiao)率高，節約能(neng)源。燃(ran)料(liao)電(dian)池(chi)的能(neng)量轉換效(xiao)(xiao)率極高，燃(ran)料(liao)電(dian)池(chi)的化學能(neng)轉換效(xiao)(xiao)率在理論上可達100%，實際效(xiao)(xiao)率已(yi)達60%～80%，是普(pu)(pu)通內燃(ran)機(ji)熱效(xiao)(xiao)率的2～3倍（汽(qi)(qi)油機(ji)和柴油機(ji)汽(qi)(qi)車整(zheng)車效(xiao)(xiao)率分(fen)別(bie)為16%-18%和22%～24%）。因此(ci)，從節約能(neng)源的角(jiao)度(du)來看(kan)，燃(ran)料(liao)電(dian)池(chi)汽(qi)(qi)車明(ming)顯優(you)于使用內燃(ran)機(ji)的普(pu)(pu)通汽(qi)(qi)車。

③燃料多樣化(hua)(hua)，優(you)化(hua)(hua)了(le)能源消耗結構。減少(shao)了(le)對石(shi)油資源的依賴，優(you)化(hua)(hua)了(le)交通能源的構成。

④續駛(shi)里(li)程長(chang)，性(xing)(xing)能(neng)優(you)于其他(ta)電(dian)(dian)(dian)池(chi)的電(dian)(dian)(dian)動(dong)汽(qi)車(che)。采用燃(ran)(ran)料電(dian)(dian)(dian)池(chi)發電(dian)(dian)(dian)系統(tong)作為能(neng)量源，克服了純電(dian)(dian)(dian)動(dong)汽(qi)車(che)續駛(shi)里(li)程短的缺點，其長(chang)途行駛(shi)能(neng)力(li)及動(dong)力(li)性(xing)(xing)已經接近于傳統(tong)汽(qi)車(che)。燃(ran)(ran)料電(dian)(dian)(dian)池(chi)電(dian)(dian)(dian)動(dong)汽(qi)車(che)在成(cheng)本和整體性(xing)(xing)能(neng)上（特(te)別是行程和補充燃(ran)(ran)料時間上）明顯優(you)于其他(ta)電(dian)(dian)(dian)池(chi)的電(dian)(dian)(dian)動(dong)汽(qi)車(che)。

⑤過(guo)載能(neng)力強。燃料電池除了在較(jiao)寬的(de)工作范周內具有較(jiao)高的(de)工作效率外(wai)，其短(duan)(duan)時(shi)過(guo)載能(neng)力可(ke)達(da)額定功率的(de)200%或更(geng)大(da)，更(geng)適合于汽車的(de)加(jia)速、爬坡等工況．燃料電池的(de)短(duan)(duan)時(shi)過(guo)載能(neng)力可(ke)達(da)200%的(de)額定功率。

⑥運行平穩、低噪聲燃料(liao)電池屬于靜態能量轉換裝置，除(chu)了空氣壓縮(suo)機(ji)和冷(leng)卻系(xi)統以外(wai)無(wu)其他運動部件，因此與內燃機(ji)汽車相比(bi)，擺(bai)脫了馬達的轟鳴，運行過程中噪聲和振動都(dou)較小。

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（2）缺點

①燃料電(dian)池(chi)汽車的制(zhi)造成本(ben)和使(shi)用成本(ben)過高。

②啟(qi)動(dong)時(shi)間長，系統(tong)抗震能力還需提高。

③經濟且(qie)無污染地獲取(qu)純氫燃(ran)料還存在技術(shu)難點(dian)。

④氫(qing)(qing)燃(ran)料電池汽(qi)車(che)燃(ran)料的(de)(de)(de)供(gong)應還有大量的(de)(de)(de)技(ji)術問(wen)題有待解決。通常氫(qing)(qing)能以三種狀態存儲和(he)運輸(shu)：高壓(ya)氣態、液態和(he)氫(qing)(qing)化(hua)物(wu)形(xing)態。用(yong)常用(yong)的(de)(de)(de)壓(ya)縮(suo)氣體(ti)罐儲存的(de)(de)(de)氫(qing)(qing)，只能供(gong)燃(ran)料電池汽(qi)車(che)行駛150km，續駛里程(cheng)太(tai)短，還不(bu)(bu)如蓄電池驅(qu)動的(de)(de)(de)汽(qi)車(che)。由于氫(qing)(qing)氣是最小的(de)(de)(de)分子，很容易造成(cheng)泄漏(lou)。哪怕是微量的(de)(de)(de)泄漏(lou)，都有可(ke)能造成(cheng)極度(du)(du)可(ke)怕的(de)(de)(de)后果。而在-253℃的(de)(de)(de)條件下儲存液氫(qing)(qing)的(de)(de)(de)深(shen)度(du)(du)制冷技(ji)術目前(qian)還很不(bu)(bu)成(cheng)熟．就全球來說，目前(qian)能夠加(jia)液氫(qing)(qing)的(de)(de)(de)加(jia)氫(qing)(qing)站也沒有幾家(jia)。值得欣(xin)慰的(de)(de)(de)是，儲氫(qing)(qing)材料的(de)(de)(de)開發(fa)已取(qu)得了一(yi)定的(de)(de)(de)進展。

⑤供應(ying)(ying)燃料輔助設(she)備(bei)復雜，且質(zhi)量(liang)(liang)和(he)(he)體積較大在以甲(jia)醇或(huo)者(zhe)汽油為(wei)燃料的(de)(de)(de)FCEV中(zhong)，經(jing)重(zhong)整(zheng)器出來的(de)(de)(de)“粗氫氣(qi)”含(han)有使催(cui)化(hua)劑“中(zhong)毒(du)”失效的(de)(de)(de)少量(liang)(liang)有害(hai)氣(qi)體，必(bi)須采(cai)用相應(ying)(ying)的(de)(de)(de)凈化(hua)裝(zhuang)置進行處(chu)理，增加了結構和(he)(he)工藝(yi)的(de)(de)(de)復雜性，并使系(xi)統變得笨重(zhong)。

⑦加氫站(zhan)等基礎網絡(luo)設施建設幾乎為零，目前全球范圍內(nei)投入使用(yong)的加氫站(zhan)僅有100多(duo)家，且大部分(fen)是用(yong)于實驗用(yong)途的。