看上去很美的氢燃料电池为什么仍未被大范围应用于汽车呢？
来源：宝鄂实业
2019-03-27 12:39
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因为工作的关系，我们接触到一个从事氢燃料电池研发20多年的客户需要进行融资，使我有机会接触到这个技术。
其实氢燃料电池已不是什么全新的技术，20世纪60年代，氢燃料电池就已经成功地应用于航天领域。往返于太空和地球之间的“阿波罗”飞船就安装了这种体积小、容量大的装置。
进入70年代以后，随着人们不断地掌握多种先进的制氢技术，很快，氢燃料电池就被运用于发电和汽车。波音公司于2008年4月3日成功试飞氢燃料电池为动力源的一架小型飞机。
丰田汽车公司已推出氢燃料电池汽车，并将在2015年上半年上市。氢燃料电池技术是未来改变人类生活的十大新技术之一，将成为解决石油危机的新途径。
那么氢燃料电池是什么工作原理呢？
氢燃料电池基本工作原理是将氢气送到燃料电池的阳极板（负极），经过催化剂（铂）的作用，氢原子中的一个电子被分离出来，失去电子的氢离子（质子）穿过质子交换膜，到达燃料电池阴极板（正极），与氧原子和氢离子重新结合为水。
由于供应给阴极板的氧，可以从空气中获得，因此只要不断地给阳极板供应氢，给阴极板供应空气，并及时把水（蒸气）带走，就可以不断地提供电能。由于氢燃料电池不储能，确切的讲应该称为氢发电装置。
这么好的东东，为何不能大范围应用呢？
1. 氢气的来源问题。氢气不像氮气和氧气是空气中的最主要组成因素，想得到氢气可以通过电解水，但这可是个不太经济的方法，能量损失极大！你想，先从电解水开始，耗费电能，产生氢气，氢气再发电过程中还会有能量损失；电解水的电现在也是以煤电为主发出来的吧，烧煤发电也会有能量损失。
2. 金属铂的稀缺。在氢燃料电池发电的过程中会用到金属铂作为催化剂。这种金属就是咱结婚买戒指那个比24K金更贵的那个铂，它少啊，它贵啊，那么大规模生产氢燃料电池，这个铂就是瓶颈，完全没有规模化后成本减少的效应，反而需求越多越贵，这可怎么办好？
3. 氢气的安全性。有人说带着氢气瓶就像带个氢弹，到底这个氢气瓶会不会爆炸啊？氢气是最轻的气体，它的扩散性极强，氢的扩散系数比空气大3.8倍，比汽油大7.5倍，由此可以证明氢比汽油安全是有根据的。所以少量的氢气泄漏，可以在空气中很快被稀释成安全的混合气。氢气的比重小，易向上逃逸，这使得事故时氢气的影响范围要小得多。
氢燃料电池有多大的市场潜力？
这个是我想和大家探讨的问题，我认为如果解决了上面讨论的几个瓶颈，市场潜力是巨大的，别说飞机了，单纯是汽车市场也是大得了不得，但短期内正如混合动力汽车或纯电动汽车一样，大规模应用需要很多配套，大家动动脚趾头也能想到可能遇到的困难。
所以对于氢燃料电池的应用，个人认为我们那个客户对市场分析的角度更合理，就是应急电源及小动力电源，大家看到灾区受灾时特别是冬天的时候没有电的种种不便了吧。
氢燃料电池应急电源因体积小，方便救援飞机投放，可以从空中投放到受灾地区。它不但可以照明，更可以作为充电设备，只要配备了足够的氢气，就可以当作是个小发电站，有了电，生活问题就大部分都能解决了。未来规模更大后作为小区的应急电源或常态的供电方式，前途不可限量。现在医院、电信基站、银行都需要应急电源，虽然这个市场不像汽车那么sexy，但也扎实可靠。
清洁能源技术总是那么吸引人，因为大家心底里都有那个美好的愿望可以保护我们这个地球吧，不知道需要多少年才能最后实现，但大家的关注就是推动力量啊。抛砖引玉，期望能和大家多讨论。
其实氢燃料并不是个什么新发明，早在半个世纪前氢能就应用于航天领域了，随着人们不断地掌握多种先进的制氢技术，氢燃料电池被运用于发电、汽车、航空等领域。
让企业犹豫不决的，是其高昂的成本，除此之外，技术的可靠性更是关键原因。为此，我们采访了众宇动力副总经理李九鼎先生，对氢燃料电池动力系统进行详尽的了解。
Q：氢燃料电池为什么是被看好的21世纪新能源之一，氢燃料电池与锂电池相比，到底有哪些优势？
A：氢能在无人机、汽车、工厂、住宅供电等方面都有着极大的需求和应用前景，甚至在未来有望取代现有石油经济体系，进入“氢经济”时代，成为人类生活必不可少的能源。主要有几大优点：
一是高效能：其发电效率通常能达到32%至70%。以民用无人机为例，目前市面上的多旋翼无人机主要采用锂聚合物电池作为主要动力，续航能力一般在20 分钟至30分钟之间，因技术方面不同有所差别，大部分续航时间都是在45分钟以内；而氢燃料电池动力系统的旋翼机，续航时间超过4.5小时。
解读氢燃料电池：前景广阔 商业化之路并不远
二是环保：燃料电池的排气是水蒸气，对环境的影响可忽略不计。随着全球工业化进程不断加快，化石燃料消耗量日益增长，环境污染问题也越来越受到关注，氢能有望成为清洁燃料的替代品。
三是安全：氢气是最轻的、逃逸性最强的燃料，很难聚集；燃料电池工作的整个过程温度在80C以下，没有燃烧过程；海拔3000m以下，对燃料电池性能影响微乎其微。
Q：那氢燃料电池的工作原理是什么？
A：氢燃料电池是使用氢这种化学元素，制造成储存能量的电池。其基本原理是电解水的逆反应，把氢和氧分别供给阴极和阳极，氢在阳极变成氢离子（质子）通过电解质转移到阴极，同时放出电子通过外部的负载到达阴极，与氧气发生反应生成水。
氢燃料电池的基本结构和基本燃料电池的结构相同包括：电极、电解质隔膜与集电器等。
电极是燃料氧化和还原的电化学反应发生的场所，可分成阴极与阳极两部分。电解质隔膜的功能是分隔氧化剂与还原剂并同时传导离子。目前燃料电池所采用的电解质隔膜可以分为两类，一类为以绝缘材料制作多孔隔膜，例如石棉膜、碳化硅膜和铝酸锂膜等，再将电解液，例如氢氧化钾、磷酸和熔融碳酸盐等，浸入多孔隔膜：另一类电解质隔膜为固态离子交换膜，例如质子交换膜燃料电池中采用的全氟磺酸树脂膜。集电器也称做双极板，它只有收集电流、疏导反应气体及分隔氧化剂与还原剂的作用；双极板的性能取决于材料特性、流场设计与加工技术。
由于供应给阴极板的氧，可以从空气中获得，因此只要不断地给阳极板供应氢，给阴极板供应空气，并及时把水（蒸气）带走，就可以不断地提供电能。由于氢燃料电池不储能，确切的讲应该称为氢发电装置。
