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(dian)(dian)池”是氫(qing)氧混(hun)合燃(ran)料(liao)(liao)電(dian)(dian)池。和(he)普通(tong)(tong)化學電(dian)(dian)池相比，燃(ran)料(liao)(liao)電(dian)(dian)池可以補(bu)充(chong)燃(ran)料(liao)(liao)，通(tong)(tong)常是補(bu)充(chong)氫(qing)氣。一些燃(ran)料(liao)(liao)電(dian)(dian)池能使(shi)用(yong)甲(jia)烷(wan)和(he)汽(qi)油作(zuo)為燃(ran)料(liao)(liao)，但通(tong)(tong)常是限制在(zai)電(dian)(dian)廠(chang)和(he)叉車(che)等工業領域使(shi)用(yong)。

和(he)普通(tong)電池(chi)(chi)一樣，燃(ran)料(liao)電池(chi)(chi)由(you)陽(yang)極、陰極和(he)電解質組(zu)成(cheng)。大(da)部分(fen)燃(ran)料(liao)電池(chi)(chi)汽車如Mirai或本(ben)田的(de)FCX Clarity使用聚合物交換膜燃(ran)料(liao)電池(chi)(chi)(PEMFC)。在(zai)這一系統中(zhong)，氫(qing)氣(qi)受壓通(tong)過鉑(bo)催化(hua)劑，分(fen)解成(cheng)兩個氫(qing)離(li)子(zi)和(he)兩個電子(zi)。這些電子(zi)會驅動(dong)汽車的(de)電動(dong)機(ji)，而氫(qing)離(li)子(zi)會和(he)氧氣(qi)結(jie)合成(cheng)水，以(yi)蒸汽“廢(fei)氣(qi)”的(de)形式排出。通(tong)過將(jiang)這些電池(chi)(chi)堆疊在(zai)一起(qi)，就能為汽車提供足夠電力。

哪(na)些廠商(shang)在制造(zao)(zao)燃(ran)(ran)料(liao)電池(chi)(chi)汽(qi)車(che)呢？韓國(guo)現代(dai)在今(jin)年(nian)夏天(tian)推出了Tucson燃(ran)(ran)料(liao)電池(chi)(chi)汽(qi)車(che)，租期三(san)年(nian)，每(mei)月(yue)需(xu)付費499美元(yuan)，并計劃今(jin)年(nian)在南加州(zhou)銷售60輛(liang)Tucson。上(shang)文提到的豐田Mirai會在明年(nian)上(shang)市（出租價格每(mei)月(yue)499美元(yuan)，從加州(zhou)開始）；本田的燃(ran)(ran)料(liao)電池(chi)(chi)汽(qi)車(che)會在2016年(nian)上(shang)市（本田最近終止了FCX Clarity項(xiang)目，但在2008年(nian)至2014年(nian)間出租了45輛(liang)）；寶(bao)馬很快就(jiu)會宣布一款燃(ran)(ran)料(liao)電池(chi)(chi)驅動的原型車(che)，并同(tong)意(yi)與豐田共(gong)享技(ji)術；包括(kuo)通(tong)用汽(qi)車(che)在內的其他汽(qi)車(che)制造(zao)(zao)商(shang)也在測(ce)試燃(ran)(ran)料(liao)電池(chi)(chi)汽(qi)車(che)。

燃料電池汽車優缺點：

（1）優點

與傳統汽車、純電(dian)動(dong)汽車技術相比，燃料電(dian)池電(dian)動(dong)汽車具有以下優點(dian)。

①零排(pai)放或近似零排(pai)放，綠色環保。與(yu)傳(chuan)統汽車(che)相(xiang)比既(ji)減少了機(ji)油泄漏帶來的水(shui)污染，又降低了溫室氣體的排(pai)放。

②能(neng)量轉(zhuan)(zhuan)換(huan)效(xiao)(xiao)率高，節約(yue)能(neng)源。燃(ran)料(liao)電池(chi)(chi)的(de)能(neng)量轉(zhuan)(zhuan)換(huan)效(xiao)(xiao)率極高，燃(ran)料(liao)電池(chi)(chi)的(de)化學能(neng)轉(zhuan)(zhuan)換(huan)效(xiao)(xiao)率在理論上可達(da)100%，實際效(xiao)(xiao)率已達(da)60%～80%，是普通內(nei)燃(ran)機(ji)(ji)熱效(xiao)(xiao)率的(de)2～3倍(bei)（汽油(you)機(ji)(ji)和柴(chai)油(you)機(ji)(ji)汽車(che)整(zheng)車(che)效(xiao)(xiao)率分(fen)別為(wei)16%-18%和22%～24%）。因此，從節約(yue)能(neng)源的(de)角(jiao)度來看，燃(ran)料(liao)電池(chi)(chi)汽車(che)明顯優(you)于使(shi)用內(nei)燃(ran)機(ji)(ji)的(de)普通汽車(che)。

③燃料多樣化，優化了(le)(le)能源(yuan)消耗結構(gou)。減(jian)少了(le)(le)對石油(you)資源(yuan)的依賴(lai)，優化了(le)(le)交通能源(yuan)的構(gou)成。

④續(xu)駛里程長，性能優(you)于(yu)其他電(dian)(dian)池的(de)(de)電(dian)(dian)動汽車(che)。采用燃(ran)料(liao)電(dian)(dian)池發電(dian)(dian)系統作(zuo)為能量源，克服了(le)純(chun)電(dian)(dian)動汽車(che)續(xu)駛里程短的(de)(de)缺點，其長途行駛能力及動力性已經(jing)接(jie)近于(yu)傳統汽車(che)。燃(ran)料(liao)電(dian)(dian)池電(dian)(dian)動汽車(che)在成(cheng)本和整體性能上(shang)（特別是(shi)行程和補充燃(ran)料(liao)時間上(shang)）明顯優(you)于(yu)其他電(dian)(dian)池的(de)(de)電(dian)(dian)動汽車(che)。

⑤過載(zai)能力強。燃(ran)料電(dian)池除了在較(jiao)寬的(de)(de)工作(zuo)范周(zhou)內具有較(jiao)高的(de)(de)工作(zuo)效率外，其短時過載(zai)能力可達額(e)(e)定功(gong)率的(de)(de)200%或(huo)更(geng)大，更(geng)適合(he)于汽車的(de)(de)加速、爬坡等工況(kuang)．燃(ran)料電(dian)池的(de)(de)短時過載(zai)能力可達200%的(de)(de)額(e)(e)定功(gong)率。

⑥運(yun)(yun)行(xing)平(ping)穩、低噪聲(sheng)燃料(liao)電池屬于靜態能量轉換裝置(zhi)，除了(le)(le)空(kong)氣(qi)壓(ya)縮(suo)機(ji)和冷卻(que)系統(tong)以(yi)外(wai)無其(qi)他運(yun)(yun)動部件，因此與內燃機(ji)汽車相比，擺(bai)脫了(le)(le)馬達(da)的(de)轟鳴(ming)，運(yun)(yun)行(xing)過程中噪聲(sheng)和振動都較小。

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（2）缺點

①燃料電池汽車的制造(zao)成(cheng)本(ben)和(he)使用成(cheng)本(ben)過高。

②啟動時(shi)間長(chang)，系統抗震能力(li)還需提(ti)高。

③經(jing)濟且無污染地獲(huo)取純氫燃料(liao)還存在技術難點。

④氫(qing)燃料(liao)電(dian)池(chi)汽車燃料(liao)的(de)(de)(de)(de)供應還(huan)有(you)大量(liang)的(de)(de)(de)(de)技術問題有(you)待解(jie)決。通常氫(qing)能(neng)以三種狀態(tai)存儲(chu)和運輸：高壓氣態(tai)、液態(tai)和氫(qing)化物形態(tai)。用(yong)常用(yong)的(de)(de)(de)(de)壓縮氣體罐儲(chu)存的(de)(de)(de)(de)氫(qing)，只能(neng)供燃料(liao)電(dian)池(chi)汽車行(xing)駛150km，續駛里程太短，還(huan)不(bu)(bu)如蓄(xu)電(dian)池(chi)驅動的(de)(de)(de)(de)汽車。由于氫(qing)氣是(shi)最(zui)小(xiao)的(de)(de)(de)(de)分子，很(hen)容易造成(cheng)(cheng)泄漏(lou)。哪怕是(shi)微(wei)量(liang)的(de)(de)(de)(de)泄漏(lou)，都有(you)可能(neng)造成(cheng)(cheng)極度可怕的(de)(de)(de)(de)后果。而在-253℃的(de)(de)(de)(de)條件(jian)下(xia)儲(chu)存液氫(qing)的(de)(de)(de)(de)深度制冷技術目(mu)前還(huan)很(hen)不(bu)(bu)成(cheng)(cheng)熟．就全球來說，目(mu)前能(neng)夠加(jia)液氫(qing)的(de)(de)(de)(de)加(jia)氫(qing)站也沒有(you)幾家。值(zhi)得欣慰的(de)(de)(de)(de)是(shi)，儲(chu)氫(qing)材料(liao)的(de)(de)(de)(de)開發已取得了(le)一定的(de)(de)(de)(de)進展。

⑤供應燃料輔助(zhu)設備復雜，且質量和體積較(jiao)大在以甲醇(chun)或者汽油為燃料的(de)(de)FCEV中(zhong)，經重整器出來的(de)(de)“粗氫氣(qi)”含有使催化劑“中(zhong)毒”失效的(de)(de)少量有害氣(qi)體，必(bi)須采用相應的(de)(de)凈(jing)化裝置進行處理，增加了結構和工(gong)藝的(de)(de)復雜性(xing)，并(bing)使系統(tong)變(bian)得笨重。

⑦加(jia)氫(qing)站等基礎網絡設施建設幾乎(hu)為零，目(mu)前全球范(fan)圍(wei)內投入使用(yong)(yong)的加(jia)氫(qing)站僅有100多(duo)家，且大部分是(shi)用(yong)(yong)于實驗(yan)用(yong)(yong)途(tu)的。