燃料電池汽車是什么？

燃料電池汽車也是電動汽車，只不(bu)過“電(dian)池(chi)(chi)”是氫氧混合燃(ran)料(liao)(liao)(liao)電(dian)池(chi)(chi)。和(he)普(pu)通(tong)化學(xue)電(dian)池(chi)(chi)相比，燃(ran)料(liao)(liao)(liao)電(dian)池(chi)(chi)可以補充(chong)燃(ran)料(liao)(liao)(liao)，通(tong)常是補充(chong)氫氣(qi)。一些(xie)燃(ran)料(liao)(liao)(liao)電(dian)池(chi)(chi)能使(shi)用甲烷和(he)汽油作為燃(ran)料(liao)(liao)(liao)，但通(tong)常是限制在電(dian)廠(chang)和(he)叉車等工業(ye)領域使(shi)用。

和普通電(dian)(dian)池(chi)一(yi)樣，燃料電(dian)(dian)池(chi)由(you)陽(yang)極、陰極和電(dian)(dian)解(jie)(jie)質(zhi)組成。大部分燃料電(dian)(dian)池(chi)汽(qi)車如Mirai或本田的(de)FCX Clarity使用聚合(he)物交換膜燃料電(dian)(dian)池(chi)(PEMFC)。在這(zhe)(zhe)一(yi)系統中，氫(qing)(qing)氣(qi)受壓通過鉑催化劑，分解(jie)(jie)成兩(liang)個氫(qing)(qing)離子(zi)和兩(liang)個電(dian)(dian)子(zi)。這(zhe)(zhe)些(xie)電(dian)(dian)子(zi)會(hui)驅(qu)動(dong)汽(qi)車的(de)電(dian)(dian)動(dong)機，而氫(qing)(qing)離子(zi)會(hui)和氧氣(qi)結合(he)成水(shui)，以蒸汽(qi)“廢氣(qi)”的(de)形式(shi)排出。通過將這(zhe)(zhe)些(xie)電(dian)(dian)池(chi)堆疊(die)在一(yi)起，就能為汽(qi)車提(ti)供足夠電(dian)(dian)力(li)。

哪些廠商在(zai)(zai)制(zhi)造燃料(liao)電(dian)(dian)(dian)池(chi)汽(qi)車呢？韓(han)國現代在(zai)(zai)今(jin)年(nian)夏(xia)天(tian)推出了Tucson燃料(liao)電(dian)(dian)(dian)池(chi)汽(qi)車，租(zu)期三年(nian)，每(mei)月(yue)需付費499美元，并計劃(hua)今(jin)年(nian)在(zai)(zai)南加州(zhou)銷售60輛Tucson。上文提到的(de)(de)豐田Mirai會(hui)在(zai)(zai)明年(nian)上市（出租(zu)價格每(mei)月(yue)499美元，從加州(zhou)開始）；本(ben)田的(de)(de)燃料(liao)電(dian)(dian)(dian)池(chi)汽(qi)車會(hui)在(zai)(zai)2016年(nian)上市（本(ben)田最近終止了FCX Clarity項目，但在(zai)(zai)2008年(nian)至(zhi)2014年(nian)間出租(zu)了45輛）；寶馬很(hen)快就會(hui)宣布一款燃料(liao)電(dian)(dian)(dian)池(chi)驅動的(de)(de)原型車，并同意與(yu)豐田共(gong)享技術(shu)；包括通用汽(qi)車在(zai)(zai)內的(de)(de)其他汽(qi)車制(zhi)造商也在(zai)(zai)測試燃料(liao)電(dian)(dian)(dian)池(chi)汽(qi)車。

燃料電池汽車優缺點：

（1）優點

與傳統汽車、純電(dian)動(dong)汽(qi)車技術相比，燃料電(dian)池(chi)電(dian)動(dong)汽(qi)車具(ju)有(you)以下優點(dian)。

①零(ling)排放(fang)或近似零(ling)排放(fang)，綠色環保(bao)。與傳(chuan)統汽車相(xiang)比(bi)既減少了機油泄漏帶(dai)來(lai)的水(shui)污染，又(you)降(jiang)低了溫(wen)室氣(qi)體的排放(fang)。

②能量轉(zhuan)換(huan)效率(lv)(lv)高，節(jie)約能源。燃(ran)料電(dian)池的(de)能量轉(zhuan)換(huan)效率(lv)(lv)極高，燃(ran)料電(dian)池的(de)化(hua)學能轉(zhuan)換(huan)效率(lv)(lv)在(zai)理論上可(ke)達(da)100%，實際效率(lv)(lv)已達(da)60%～80%，是普(pu)通(tong)內燃(ran)機熱效率(lv)(lv)的(de)2～3倍（汽油機和柴油機汽車整車效率(lv)(lv)分(fen)別為(wei)16%-18%和22%～24%）。因此，從(cong)節(jie)約能源的(de)角度(du)來(lai)看，燃(ran)料電(dian)池汽車明顯優于使用內燃(ran)機的(de)普(pu)通(tong)汽車。

③燃料(liao)多樣化，優化了能源消(xiao)耗結構。減少了對石油資源的依賴，優化了交通能源的構成。

④續駛(shi)里程(cheng)長，性能優于其他(ta)電池(chi)(chi)的(de)電動(dong)(dong)(dong)(dong)汽(qi)車(che)。采用燃料(liao)電池(chi)(chi)發電系(xi)統作為能量源，克服了純(chun)電動(dong)(dong)(dong)(dong)汽(qi)車(che)續駛(shi)里程(cheng)短的(de)缺點，其長途行駛(shi)能力及動(dong)(dong)(dong)(dong)力性已經接近于傳統汽(qi)車(che)。燃料(liao)電池(chi)(chi)電動(dong)(dong)(dong)(dong)汽(qi)車(che)在(zai)成本和整體性能上(shang)（特別是行程(cheng)和補充(chong)燃料(liao)時(shi)間上(shang)）明(ming)顯(xian)優于其他(ta)電池(chi)(chi)的(de)電動(dong)(dong)(dong)(dong)汽(qi)車(che)。

⑤過(guo)載(zai)(zai)能力(li)(li)強。燃(ran)料電池(chi)除(chu)了(le)在較(jiao)寬(kuan)的(de)工作(zuo)范(fan)周內具(ju)有較(jiao)高(gao)的(de)工作(zuo)效率(lv)(lv)外，其短時過(guo)載(zai)(zai)能力(li)(li)可達額(e)定(ding)功(gong)率(lv)(lv)的(de)200%或更大，更適合于汽車的(de)加速、爬坡(po)等工況．燃(ran)料電池(chi)的(de)短時過(guo)載(zai)(zai)能力(li)(li)可達200%的(de)額(e)定(ding)功(gong)率(lv)(lv)。

⑥運行(xing)平穩、低噪聲(sheng)燃(ran)(ran)料電池屬于靜態能量(liang)轉(zhuan)換裝置(zhi)，除(chu)了空氣壓縮機(ji)和(he)冷卻系統以外(wai)無(wu)其(qi)他(ta)運動部(bu)件，因此與(yu)內燃(ran)(ran)機(ji)汽車相比，擺脫了馬(ma)達的轟鳴，運行(xing)過(guo)程中(zhong)噪聲(sheng)和(he)振動都(dou)較(jiao)小。

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（2）缺點

①燃料電池汽(qi)車的(de)制造成(cheng)本和使用成(cheng)本過高。

②啟動時(shi)間長(chang)，系(xi)統抗震能力還需提(ti)高。

③經濟且無污染地獲取純(chun)氫燃(ran)料還存在技術難點。

④氫燃料(liao)(liao)電(dian)池汽車燃料(liao)(liao)的(de)(de)(de)(de)(de)供應還有(you)(you)大(da)量的(de)(de)(de)(de)(de)技(ji)術(shu)問題(ti)有(you)(you)待(dai)解決(jue)。通常(chang)氫能(neng)以三種(zhong)狀態(tai)(tai)存(cun)(cun)儲(chu)(chu)和(he)運輸：高(gao)壓氣態(tai)(tai)、液態(tai)(tai)和(he)氫化物形態(tai)(tai)。用(yong)常(chang)用(yong)的(de)(de)(de)(de)(de)壓縮(suo)氣體罐儲(chu)(chu)存(cun)(cun)的(de)(de)(de)(de)(de)氫，只能(neng)供燃料(liao)(liao)電(dian)池汽車行駛(shi)150km，續駛(shi)里程太短，還不(bu)如(ru)蓄電(dian)池驅(qu)動的(de)(de)(de)(de)(de)汽車。由(you)于氫氣是(shi)最小的(de)(de)(de)(de)(de)分子，很(hen)容易造成(cheng)(cheng)泄漏。哪怕是(shi)微量的(de)(de)(de)(de)(de)泄漏，都有(you)(you)可(ke)能(neng)造成(cheng)(cheng)極度(du)(du)可(ke)怕的(de)(de)(de)(de)(de)后果。而在-253℃的(de)(de)(de)(de)(de)條件下(xia)儲(chu)(chu)存(cun)(cun)液氫的(de)(de)(de)(de)(de)深度(du)(du)制(zhi)冷技(ji)術(shu)目前(qian)還很(hen)不(bu)成(cheng)(cheng)熟．就全球來說，目前(qian)能(neng)夠(gou)加液氫的(de)(de)(de)(de)(de)加氫站(zhan)也沒有(you)(you)幾家。值得欣慰的(de)(de)(de)(de)(de)是(shi)，儲(chu)(chu)氫材料(liao)(liao)的(de)(de)(de)(de)(de)開發(fa)已取得了一定的(de)(de)(de)(de)(de)進(jin)展。

⑤供應燃料(liao)輔助設備復(fu)雜(za)，且質量和(he)體積(ji)較大在以甲醇或者汽油為燃料(liao)的(de)(de)FCEV中，經重整器出來的(de)(de)“粗氫氣(qi)”含(han)有(you)使(shi)(shi)催化(hua)劑(ji)“中毒”失效的(de)(de)少量有(you)害氣(qi)體，必(bi)須采用(yong)相應的(de)(de)凈化(hua)裝(zhuang)置進(jin)行處理，增加了結構和(he)工藝的(de)(de)復(fu)雜(za)性，并使(shi)(shi)系統變得笨重。

⑦加氫站(zhan)(zhan)等基礎網絡設施建設幾乎為零，目前全球(qiu)范(fan)圍(wei)內投入使(shi)用(yong)的加氫站(zhan)(zhan)僅有100多家，且大部分(fen)是用(yong)于(yu)實驗(yan)用(yong)途的。