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)池(chi)”是氫(qing)氧混合燃(ran)(ran)料(liao)電(dian)池(chi)。和普通化(hua)學電(dian)池(chi)相比，燃(ran)(ran)料(liao)電(dian)池(chi)可以補充燃(ran)(ran)料(liao)，通常是補充氫(qing)氣。一(yi)些燃(ran)(ran)料(liao)電(dian)池(chi)能使用甲(jia)烷和汽油作為(wei)燃(ran)(ran)料(liao)，但通常是限制在(zai)電(dian)廠和叉車(che)等工業領域使用。

和普通(tong)電(dian)(dian)(dian)(dian)池(chi)(chi)一(yi)樣，燃(ran)料電(dian)(dian)(dian)(dian)池(chi)(chi)由陽極(ji)、陰極(ji)和電(dian)(dian)(dian)(dian)解質組(zu)成。大部分燃(ran)料電(dian)(dian)(dian)(dian)池(chi)(chi)汽車如Mirai或本田的(de)FCX Clarity使用聚合物交換膜燃(ran)料電(dian)(dian)(dian)(dian)池(chi)(chi)(PEMFC)。在這(zhe)一(yi)系(xi)統中，氫氣(qi)受壓通(tong)過鉑催化(hua)劑，分解成兩個氫離(li)子和兩個電(dian)(dian)(dian)(dian)子。這(zhe)些(xie)電(dian)(dian)(dian)(dian)子會驅動汽車的(de)電(dian)(dian)(dian)(dian)動機，而氫離(li)子會和氧氣(qi)結(jie)合成水，以蒸汽“廢氣(qi)”的(de)形式排出(chu)。通(tong)過將(jiang)這(zhe)些(xie)電(dian)(dian)(dian)(dian)池(chi)(chi)堆疊在一(yi)起，就能為汽車提供足夠電(dian)(dian)(dian)(dian)力。

哪些(xie)廠商在(zai)制(zhi)(zhi)造燃料(liao)電(dian)池汽(qi)(qi)車(che)呢？韓國現代在(zai)今年(nian)夏天推出了Tucson燃料(liao)電(dian)池汽(qi)(qi)車(che)，租期三年(nian)，每月需付費499美元(yuan)，并(bing)計劃今年(nian)在(zai)南加(jia)州(zhou)銷售(shou)60輛(liang)Tucson。上(shang)文提到的豐田(tian)(tian)(tian)Mirai會在(zai)明(ming)年(nian)上(shang)市（出租價(jia)格(ge)每月499美元(yuan)，從加(jia)州(zhou)開始）；本田(tian)(tian)(tian)的燃料(liao)電(dian)池汽(qi)(qi)車(che)會在(zai)2016年(nian)上(shang)市（本田(tian)(tian)(tian)最(zui)近(jin)終止了FCX Clarity項目(mu)，但在(zai)2008年(nian)至2014年(nian)間出租了45輛(liang)）；寶馬很(hen)快就(jiu)會宣布一款(kuan)燃料(liao)電(dian)池驅動的原型車(che)，并(bing)同意與豐田(tian)(tian)(tian)共享技術；包括通用汽(qi)(qi)車(che)在(zai)內的其他汽(qi)(qi)車(che)制(zhi)(zhi)造商也在(zai)測試(shi)燃料(liao)電(dian)池汽(qi)(qi)車(che)。

燃料電池汽車優缺點：

（1）優點

與傳統汽車、純電(dian)動汽(qi)車技術相比，燃料電(dian)池電(dian)動汽(qi)車具(ju)有以(yi)下優點(dian)。

①零排(pai)放或近似零排(pai)放，綠色環保。與傳統(tong)汽(qi)車相比既減少了(le)機(ji)油泄(xie)漏帶來的水污染(ran)，又(you)降低(di)了(le)溫(wen)室氣體的排(pai)放。

②能(neng)量轉(zhuan)換(huan)(huan)效率(lv)高(gao)，節(jie)(jie)約能(neng)源(yuan)。燃(ran)(ran)料(liao)電(dian)池的能(neng)量轉(zhuan)換(huan)(huan)效率(lv)極高(gao)，燃(ran)(ran)料(liao)電(dian)池的化學能(neng)轉(zhuan)換(huan)(huan)效率(lv)在理論上可達100%，實(shi)際(ji)效率(lv)已達60%～80%，是(shi)普通內(nei)燃(ran)(ran)機熱效率(lv)的2～3倍（汽(qi)油機和(he)柴油機汽(qi)車(che)整車(che)效率(lv)分別為(wei)16%-18%和(he)22%～24%）。因(yin)此，從節(jie)(jie)約能(neng)源(yuan)的角(jiao)度來看，燃(ran)(ran)料(liao)電(dian)池汽(qi)車(che)明(ming)顯優于使用內(nei)燃(ran)(ran)機的普通汽(qi)車(che)。

③燃料多樣化(hua)，優化(hua)了能源消耗(hao)結構。減(jian)少了對石油(you)資源的依賴(lai)，優化(hua)了交通能源的構成。

④續(xu)駛里程長(chang)，性能優于其他(ta)電(dian)池的(de)電(dian)動(dong)(dong)(dong)(dong)汽(qi)(qi)車。采(cai)用燃料電(dian)池發電(dian)系統作為能量源(yuan)，克服了純電(dian)動(dong)(dong)(dong)(dong)汽(qi)(qi)車續(xu)駛里程短(duan)的(de)缺點，其長(chang)途行駛能力及動(dong)(dong)(dong)(dong)力性已經接近于傳統汽(qi)(qi)車。燃料電(dian)池電(dian)動(dong)(dong)(dong)(dong)汽(qi)(qi)車在成本和(he)整體性能上（特別(bie)是行程和(he)補充燃料時間上）明(ming)顯優于其他(ta)電(dian)池的(de)電(dian)動(dong)(dong)(dong)(dong)汽(qi)(qi)車。

⑤過載(zai)能力(li)(li)強。燃料電池(chi)除了在(zai)較(jiao)寬的工(gong)作(zuo)范周內具有較(jiao)高的工(gong)作(zuo)效(xiao)率(lv)外，其(qi)短時(shi)過載(zai)能力(li)(li)可(ke)達額定功率(lv)的200%或更大，更適合(he)于汽車的加(jia)速、爬坡等工(gong)況．燃料電池(chi)的短時(shi)過載(zai)能力(li)(li)可(ke)達200%的額定功率(lv)。

⑥運(yun)行(xing)平穩、低噪(zao)(zao)聲(sheng)燃(ran)料電池屬(shu)于靜態能量(liang)轉(zhuan)換裝置，除(chu)了空氣壓縮機和冷卻系統(tong)以(yi)外(wai)無(wu)其他運(yun)動部件，因此與內(nei)燃(ran)機汽車相比，擺脫了馬(ma)達的轟鳴，運(yun)行(xing)過程(cheng)中噪(zao)(zao)聲(sheng)和振動都較小(xiao)。

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（2）缺點

①燃料電池汽(qi)車的(de)制(zhi)造成本(ben)和(he)使用成本(ben)過(guo)高。

②啟動(dong)時間長(chang)，系統抗震(zhen)能(neng)力還(huan)需(xu)提高。

③經濟且(qie)無污染地獲(huo)取純氫燃料(liao)還(huan)存在技術難(nan)點(dian)。

④氫燃料(liao)電池(chi)汽(qi)車燃料(liao)的(de)供應還(huan)有大量(liang)(liang)的(de)技(ji)術問題有待解(jie)決。通(tong)常(chang)氫能(neng)以三種狀(zhuang)態(tai)存(cun)(cun)儲(chu)和(he)運輸：高壓氣態(tai)、液(ye)態(tai)和(he)氫化物(wu)形態(tai)。用常(chang)用的(de)壓縮氣體(ti)罐儲(chu)存(cun)(cun)的(de)氫，只能(neng)供燃料(liao)電池(chi)汽(qi)車行駛150km，續(xu)駛里程(cheng)太(tai)短，還(huan)不如蓄電池(chi)驅動(dong)的(de)汽(qi)車。由于氫氣是(shi)最小的(de)分子(zi)，很(hen)容易(yi)造成(cheng)(cheng)泄(xie)漏。哪怕是(shi)微量(liang)(liang)的(de)泄(xie)漏，都有可能(neng)造成(cheng)(cheng)極(ji)度可怕的(de)后果。而在-253℃的(de)條件下儲(chu)存(cun)(cun)液(ye)氫的(de)深度制冷技(ji)術目前(qian)還(huan)很(hen)不成(cheng)(cheng)熟．就全球(qiu)來(lai)說，目前(qian)能(neng)夠加液(ye)氫的(de)加氫站也沒有幾(ji)家。值(zhi)得(de)欣慰的(de)是(shi)，儲(chu)氫材料(liao)的(de)開(kai)發已(yi)取得(de)了一定的(de)進展。

⑤供應燃(ran)料(liao)輔助設備(bei)復雜，且質量(liang)(liang)和體積較大在以甲醇或(huo)者汽(qi)油為燃(ran)料(liao)的(de)(de)FCEV中(zhong)，經重整器出來的(de)(de)“粗氫氣(qi)”含有使催(cui)化劑“中(zhong)毒”失效的(de)(de)少量(liang)(liang)有害氣(qi)體，必須采用(yong)相應的(de)(de)凈(jing)化裝置進行(xing)處(chu)理，增加(jia)了結構和工藝的(de)(de)復雜性，并(bing)使系統(tong)變得笨重。

⑦加氫站(zhan)等(deng)基(ji)礎(chu)網(wang)絡設施建設幾乎為(wei)零(ling)，目前全球范(fan)圍內投入使用(yong)的(de)加氫站(zhan)僅(jin)有100多家，且大(da)部分是用(yong)于實驗用(yong)途的(de)。