这里的氢燃料电池汽车 ，多得超乎你想象，氢燃料电池工作原理和优缺点
来源：宝鄂实业
2019-03-27 11:58
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10月23日～25日，为期三天的第三届国际氢能与燃料电池汽车大会（FCVC 2018）在如皋举行，本届大会吸引了来自全球20多个国家的500多家单位共计1600余名代表的参加了会议。在同期举行的展会上，包括上汽、丰田、本田等50多家国内外企业展示了最新的燃料电池技术成果和产品，就让记者带大家一起亲临会场，感受一下来到本届大会的氢燃料电池汽车产品到底有多少吧～
青年汽车
这是一款氢能城市客车，续航里程达到440公里，采用了60.48kwh的锰酸锂电池组。
陆地方舟
这款氢燃料客车来自于陆地方舟，续航里程为510公里，总电量为89.2千瓦时。
亚星燃料电池客车
该车型号为YBL6818HFCEV，外形尺寸8110X2260X3150mm，整备质量6600kg，搭载潍柴80kW驱动电机，由氢燃料电池发电，整车续驶里程大于300km，每百公里电耗小于35度，车辆行驶最高时速可达95km/h以上。
大禹汽车
大禹汽车的氢燃料厢式运输车可在40公里/小时的匀速状态下行驶350公里，还配备了adas智能安全行车服务系统和车联网服务平台。
上汽燃料电池轿车荣威950
这是目前国内唯一一款实现公告、销售和上牌的燃料电池轿车。具备“动力电池+燃料电池”双动力源，可实现纯电动、混动和制动能量回收等模式，同时具备外接电源慢充功能。荣威950燃料电池轿车最大续驶里程达到430公里，能在零下20℃环境温度下启动。
在动力方面，MIRAI动力系统最大输出功率为114千瓦(155马力)。官方数据显示，新车0-100km/h加速时间为10秒，续航里程可以达到482km左右。
资料显示，这款产品的输出密度已经达到了3.1kW/L，堪称世界最高水平，续航也可以达到750公里左右。
红旗H5
这是一款还处于研发阶段的红旗H5 FCEV，续航里程可达到500公里。据款车配装的是中国一汽自行研发的氢燃料电池系统，是国内首款乘用车用50kW级的燃料电池发动机。
威马EX5
这是唯一一个参展的造车新势力，但严格意义上说，这并不是一款氢燃料电池汽车，这是一款直接由甲醇燃料电池系统提供动力的乘用车，与氢燃料电池汽车工作原理类似，只不过将氢气换成了甲醇。据悉，这款车由威马与DMFC合作开发。
重塑科技
这是一款由重塑科技展示的汽车产品。该公司成立于2014年，目前已为全国多家汽车企业配套燃料电池客车、物流车动力系统设计，截止2018年二季度，已完成22款样车开发。
业化的推进中对化石燃料的依赖给环境造成了巨大的压力。而氢作为一种清洁燃料，被视为化石燃料良好的替代品，其来源丰富，能量转化率高，在交通等多个领域都有着重要的应用。而以氢燃料电池为动力的汽车排放和污染几乎为零，被称为是“绿色燃料”汽车。金智创新将尝试对氢燃料电池的优缺点、在国际上的应用现状和国内技术现状进行解析。
氢燃料电池指的是使用氢来制造成存储能量的电池。其基本原理是电解水的逆反应，反应过程的产物是水和电。具体反应过程为：在催化剂的作用下，电池阳极上的氢分解为电子和质子，带正电荷的质子和带负电荷的电子分别穿过隔膜到达阴极和外部电路运行，阴极上的阳离子和质子、电子发生反应生成水，这就是电能产生的具体反应过程。通过大量串联的燃料电池，电池组产生的电能足够对汽车进行驱动。
氢燃料电池优缺点并存
首先氢燃料电池具有较高的能量转换效率，且绿色环保。燃料电池不是通过储能(蓄电池)或者燃烧(柴油、汽油)方式，而是采用化学反应，该过程对环境无污染，只会产生热和水。如果氢是通过风能、光伏电池板等可再生能源产生的，整个过程都不会有有害物质产生和排放。氢燃料电池的第二个优点就是噪声低、无振动且使用寿命长。按照氢燃料电池的工作原理，只要外部源源不断地供给燃料和催化剂，电能就可以被不间断地被释放出，氢燃料电池的使用寿命比普通的充电电池或原电池要高得多。由于燃料电池的运行过程非常安静，没有回转运动和往复运动的部件，噪声只有55分贝左右，这和人们正常交谈的水平相当。另外，在整个工作过程中机械器件的磨损较少，没有机械振动和噪声，氢燃料电池的使用寿命也得以延长。
氢燃料电池的制氢原料来源广泛、充电时间也相对较短。其使用的制氢原料多，其中自然界中的水存储着大量的氢，可以通过水分解制氢;再生能源也是制氢的重要原料，还可以取柴油、汽油、甲醇、天然气等进行氢的制备。氢是燃料电池所需要的主要燃料，一般只需要几分钟来充气或者更换氢气瓶，相较于纯电动汽车的蓄电池充电，氢燃料电池的能源补充更快。
尽管具有一些系列的优点，但不可否认的是氢燃料电池发展仍然存在不少局限性。一方面，其燃料具有单一性，技术复杂程度高，且电池成本高。可用作燃料电池的燃料仅有氢，而氢气的产生、运输、保管、存储或重整对安全性要求高，不仅复杂且成本昂贵，造成电池制造的成本过于高昂。同时，氢燃料电池还要求十分严格的密封性，极小的氢气分子很容易泄露，万一泄露，造成的后果不可估量，因此氢燃料电池对密封性要求严格。电池发动机的制造工艺也在这一严格要求下变得更加复杂，这给使用过程和维护过程都造成了很多麻烦。
此外，电动汽车在使用氢燃料电池是需要配备辅助电池系统。尽管能够持续发电，但燃料电池不能充电，也不能对燃料电池电动汽车再生制动的反馈能量进行回收。因此，为了储存富裕的能量，辅助电池或者超级电容器通常需要安装在电动汽车上，在汽车减速时对再生制动产生的电能进行接收。
国际上当前燃料电池市场的霸主是日本与美国
从1990年以来，在日本政府部门的支持下，日本对燃料电池汽车需要的设备、新技术展开了研究。现阶段日本在燃料电池方面的技术最为全面，占据了绝对的领先地位。2014年，“氢社会”战略路线图发布，日本产业经济省提出，到2020年，日本将着力于扩大本国燃料电池汽车和固定式燃料电池的使用量，在氢燃料电池世界市场中占据领先地位。到2030年，氢燃料的应用范围和需求进一步扩大，全新的二次能源结构得以构建。到2040年，建立CO2零排放的氢供应系统，届时CO2捕获和封存技术将被广泛应用于氢燃料的生产中。此外，日本政府还在2017年12月26日发布了“氢能源基本战略”，进一步明确了2030年的具体行动计划和2050年氢能社会建设的目标。
另外，氢能和燃料电池被美国政府确定为维系国家安全和经济繁荣的必须发展的、至关重要的技术之一。当前美国能源部特定的目标主要有从现有资源和未来资源中获取氢能、燃料电池研究和自由汽车计划三个。美国国防部的研究主要集中在燃料电池和氢能在军事方面的应用，研究重点是固体氧化物燃料电池和质子交换膜燃料电池。
与此同时，现阶段，欧洲拥有全球七成的燃料电池和氢能示范项目，而德国对氢燃料电池的商业化方面占据了领先地位，有超过350家德国科研机构与公司活跃在这一领域。德国在燃料电池专利申请数量排名第三，重点关注燃料制备与储存、燃料电堆等技术细节。从技术分类和技术应用方面来看，德国更为关注燃料电堆、燃料制备与存储和燃料电池在车辆上的应用。
而韩国政府在“21世纪前沿科技计划”中将氢能研发列为了主攻技术领域之一。在韩国政府的支持下，“氢能研发中心”成立起来，针对韩国10年内氢能的发展，该中心将目标分解为涉及氢生产、利用和贮藏三方面内容的三个阶段，目前研发中心的工作内容已经进入推广执行阶段。在“能源技术研发10年计划”的指导下，韩国取得了专利申请书排名第四的成绩。从专利技术细节、技术分类、应用三个角度来看，韩国更加关注的分别是膜电极组件、甲醇与熔融碳酸盐燃料电池技术和燃料电池便携式使用。
我国氢燃料电池与国际先进水平相比落后了5-10年
目前，燃料电池专利数量上我国全球排名第五。从技术细节、技术分类两方面来看，我国更为关注的是电极、催化剂和质子交换膜燃料电池技术。我国企业在燃料电池专利上的申请数量相对较少，主要集中于高校和研究院所。
