氢氧燃料电池的原理，燃料电池为什么不普及
来源：宝鄂实业
2019-03-27 12:42
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人类对于环保的探究无穷无尽，纯电动汽车，混合动力汽车，燃料电池汽车，甚至核电池汽车。不过受制于技术难度，以及高昂的普及成本，燃料电池汽车一直被其它环保汽车压着一头。全球范围内，纯电动车已经有了不小的市场，而丰田的混动汽车，早已走进千家万户。在实际运用上，燃料电池已经落后。
抛开成本不说，燃料电池汽车如何加注发电用的燃料就是个问题。目前，氢燃料电池车一个大问题便是如何加注氢气。即使在美国大力发展零碳排放汽车、支持加氢站建设的加利福尼亚州，情况也不容乐观。据报道，加州的燃料电池车车主经常抱怨加氢站无法工作或处于维修关闭状态，导致他们的用车困难。
但本田对加氢问题作出了回答，提供了氢气加注方案。本田在东京安装的全球第一座高压水电解型制氢站开始了验证实验阶段，这也许会是燃料电池车普及的一座里程碑。这座高压水电解型制氢站名叫70MPa高压水电解型制氢站，能够制造出压力达到70MPa的氢。仅需使用水和太阳能电池板产生的电能，就能制造出氢，整个过程使用可再生能源，完全环保。只要能解决加氢问题，氢燃料电池汽车就成功了大半。
燃料电池为什么不普及
本田的加氢站如何大规模在城市中运用，将是一个很大的问题。一个加氢站占地面积6平方米，在拥挤的城市中怎样塞进这一个个的加氢站，是一件极为困难的事情。一座城市如果普及氢燃料电池汽车，对氢气的需求量将十分巨大。需要多少个一天生产2.5Kg氢气的加氢站，才能满足一座城市的需求。况且在城市中，由于雾霾和高层建筑的阻挡，阳光利用率会降低，加氢站还达不到每天2.5千克的产量。
目前本田的加氢站还是适合在地广人稀的地区使用，在拥挤的城市，这样的氢气加注方案很难满足需求。但恰恰是在城市，需要大量环保的新能源汽车。而无法在城市中扎根，何谈普及。本田的加氢站只适合地广人稀的地方，想让燃料电池汽车普及，还需要新的氢气生产和加注技术。但如果人类找到了一条切实可行的方法，来调整氢气的生产和分配，让氢燃料电池汽车的车主都能方便地加注氢气。那就能使燃料电池汽车的普及成为可能了吗？
就算解决了加氢问题，氢燃料电池汽车也很难普及。如果燃料电池汽车的竞争对手也是一群价格高昂产品，那它还有自己的一席之地。遗憾的是，无论怎样看，燃料电池汽车都不是最便宜的一个选择。目前，混动汽车的价格不断下探，丰田的双擎汽车价格已经杀入15万元以内。而一堆自主品牌也是蠢蠢欲动，科力远正在积极地研发混动系统。在不久将来，自主弱混车很可能大规模来袭，混动汽车的价格就会进一步下降。混动车虽然没纯电动车和燃料电池汽车那样环保，但作为过渡车种，其地位在短时间内无法撼动。就目前而言，普及混动车是节能减排最经济的方案。
虽然目前纯电动车价格高昂，但电池技术正在飞速发展，电池的生产成本正在逐年下降。即使以现在，纯电动车的售价就要低于燃料电池汽车。特斯拉Mod3售价为3.5万美元，而丰田Mirai起始价格为5.75美元。纯电动车还拥有更低的使用成本，每车一个充电桩，总比每车或数量车一个加氢站来得便宜。随着时间的发展，电池陈本只会越来越低，甚至不排除革命性电池技术大规模应用的可能。而燃料电池汽车的成本，很难再进一步降低，二者成本的差距会越拉越大。
氢燃料电池汽车自身成本就不低，加上氢气的制造和加注成本，使其普及十分困难。有着便宜的燃油供应系统和电力供应系统，为什么要投入大量成本新建另一套能源供应系统。真等全球建成氢气生产供应系统，可能纯电动车已经满大街都是了
氢氧燃料电池，以氢气为负极，以氧气为正极，通过一系列化学反应将燃料转化为电能，是一个无穷尽的能量转换装置，而非能量提供者，由于其具有转换效率高、排放废弃物少、功率范围广、容量大、无需充电、噪音低等特点，现已在移动电源、应急电源、家庭电源、电厂发电、飞机、军事、潜艇等方面具有广泛应用，但其也具有结构复杂、价格昂贵等缺点，限制了其进一步的发展。
二、氢氧燃料电池原理- -结构
氢氧燃料电池主要由氢氧供给分系统、排水分系统、排热分系统和自动控制分系统四大部分构成。其中，氢氧供给分系统主要用于氢和氧燃料的存放，以便及时为燃料电池提供原材料;排水分系统有动态排水和静态排水两种方式，动态排水主要用于将含有水蒸气的氢气循环输送至冷却装置，使得水蒸气冷凝为水以便与氢气进行分离，静态排水主要用于将冷凝后的水吸出;排热分系统主要用于排热，以便使得燃料电池一直维持在正常工作温度内;自动控制分系统主要用于对燃料电池工作环境中的各个参数进行控制与调节。
三、氢氧燃料电池原理
氢氧燃料电池工作时，负极的氢气在催化剂作用下分解为氢离子H+和电子e-，H+进入电池内部的电解质溶液中，而e-沿着外部电路向正极移动，在连续不断的氢气分解作用下，e-不停地向着正极移动，以产生电流，为外部电路的负载提供电能。而在正极，氧气吸收电解质中的H+，并结合e-生成水，通过排水分系统排出。
