氢燃料电池优劣势详细分析，未来还能笑傲江湖吗？
来源：宝鄂实业
2019-04-06 22:15
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近年来，氢能与燃料电池产业备受关注，燃料电池汽车也逐渐成为世界能源和交通领域的研发热点。日前，氢燃料电池汽车有望在2019年正式实施“十城千辆”推广计划的消息传出。据悉，国内氢燃料电池产业基础较好的城市如北京、上海、张家口、成都、郑州、如皋、佛山、潍坊、苏州、大连等城市都有可能入选。
从这个角度来看，此次燃料电池汽车推广计划如果顺利实施，或将与十年前电动汽车的推广思路有异曲同工之妙。2009年1月，工信部等四部委联合启动“十城千辆节能与新能源汽车示范推广应用工程”，在北京、上海、重庆、长春、大连、杭州、济南、武汉、深圳、合肥、长沙、昆明、南昌等13个城市进行私人购买新能源汽车示范。
氢燃料电池优劣势
提到燃料电池，最核心的材料是质子交换膜、催化剂、气体扩散层以及双极板。作为汽车动力源，氢气被认为是未来最有前途的清洁能源之一。其基本原理是电解水的逆反应，把氢和氧分别供给阳极和阴极，氢通过阳极向外扩散，并与电解质发生反应，释放出的电子通过外部的负载到达阴极，是一种将存在于燃料与氧化剂中的化学能直接转化为电能的发电装置。
日韩在前，“后生可畏”的中国氢燃料电池车何时能赶超前辈？
相较于锂电池，氢燃料电池具有能量密度高、续航里程长、充电时间短、重量轻、性能提升空间大等诸多优点。据国外一项实验数据表明，锂电车车起火到完全燃烧大概需要3分钟，氢气只需要30秒。
不过，锂电池技术难度相对较小，生产相对成熟，同时整个制造产业链完善，正处于规模效应的扩大阶段，而氢燃料电池的关键材料催化剂、质子交换膜、双极板等国内产业链基本处于空白状态，同时制造成本及加氢站建设成本等高昂。
虽然氢燃料电池利用氢和氧化学反应释放的化学能转化为电能，无须燃烧，具有高能量转换效率和零排放。但氢燃料电池的发展仍面临许多挑战，其中一个待解决的难题就是燃料电池铂电极的一氧化碳“排放”问题。
当下，氢主要来源于甲醇和天然气等碳氢化合物的蒸汽重整和水煤气变换反应，由此产生的氢通常含有0.5%至2%的一氧化碳。作为氢燃料电池汽车的“核心零部件”，燃料电池铂电极容易被一氧化碳杂质气体影响，导致电池性能下降和寿命缩短。
据悉，学术界比较看好的车载氢气净化法，是将特定催化剂放置在燃料电池的入口处，在氢气进入燃料电池之前，使氢气中的一氧化碳杂质气体优先和氧气发生反应，从而避免一氧化碳杂质气体进入电池毒化电极。遗憾的是，现有的催化剂只能在高于室温和极窄的温度范围内工作，使得氢燃料电池汽车无法在频繁冷启动期间得到有效保护，很难步入实用。
从这个角度来看，此次燃料电池汽车推广计划如果顺利实施，或将与十年前电动汽车的推广思路有异曲同工之妙。2009年1月，工信部等四部委联合启动“十城千辆节能与新能源汽车示范推广应用工程”，在北京、上海、重庆、长春、大连、杭州、济南、武汉、深圳、合肥、长沙、昆明、南昌等13个城市进行私人购买新能源汽车示范。
氢燃料电池优劣势
提到燃料电池，最核心的材料是质子交换膜、催化剂、气体扩散层以及双极板。作为汽车动力源，氢气被认为是未来最有前途的清洁能源之一。其基本原理是电解水的逆反应，把氢和氧分别供给阳极和阴极，氢通过阳极向外扩散，并与电解质发生反应，释放出的电子通过外部的负载到达阴极，是一种将存在于燃料与氧化剂中的化学能直接转化为电能的发电装置。
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相较于锂电池，氢燃料电池具有能量密度高、续航里程长、充电时间短、重量轻、性能提升空间大等诸多优点。据国外一项实验数据表明，锂电车车起火到完全燃烧大概需要3分钟，氢气只需要30秒。
不过，锂电池技术难度相对较小，生产相对成熟，同时整个制造产业链完善，正处于规模效应的扩大阶段，而氢燃料电池的关键材料催化剂、质子交换膜、双极板等国内产业链基本处于空白状态，同时制造成本及加氢站建设成本等高昂。
虽然氢燃料电池利用氢和氧化学反应释放的化学能转化为电能，无须燃烧，具有高能量转换效率和零排放。但氢燃料电池的发展仍面临许多挑战，其中一个待解决的难题就是燃料电池铂电极的一氧化碳“排放”问题。
当下，氢主要来源于甲醇和天然气等碳氢化合物的蒸汽重整和水煤气变换反应，由此产生的氢通常含有0.5%至2%的一氧化碳。作为氢燃料电池汽车的“核心零部件”，燃料电池铂电极容易被一氧化碳杂质气体影响，导致电池性能下降和寿命缩短。
据悉，学术界比较看好的车载氢气净化法，是将特定催化剂放置在燃料电池的入口处，在氢气进入燃料电池之前，使氢气中的一氧化碳杂质气体优先和氧气发生反应，从而避免一氧化碳杂质气体进入电池毒化电极。遗憾的是，现有的催化剂只能在高于室温和极窄的温度范围内工作，使得氢燃料电池汽车无法在频繁冷启动期间得到有效保护，很难步入实用。
