氢燃料电池的理论效率远低于锂离子电池是真的么?

锂离子电池和氢氧燃料电池虽然同属于电池，但是细分起来二者还是有点儿不同的。

严格来说，锂离子电池是储能电池，依托现有的成熟电网系统将电能转化成化学能储存起来，使用的时候再将化学能转化成电能释放出来。充进去的是电能，放出来的还是电能，电池内部发生的化学反应只是一个储能的中间介质。

而燃料电池是能量转化型电池，将氢气氧气中的化学能转化成电能加以利用，进入电池系统的是高能燃料气体，输出的是电能。燃料电池理论效率85%~90%，实际工作时效率约为40%~60%，而目前最好的汽油机热效率也不到40%，燃料电池在能量效率这方面还是具备优势的。

至于氢氧燃料电池理论效率远低于锂离子电池这一说法，我觉得可能大家混淆了能量效率的概念，严格来说二者不具备可比性，因为二者属于不同类型的电池。燃料电池效率等于输出的电能与输入的燃料气体总化学能的比值，而锂离子电池效率等于电池放电电能与充电电能比值，二者有着本质上的区别。锂离子电池可以通过优化电极结构以加快传质过程，能量效率能够达到90%以上。

说起氢氧燃料电池，可能大家还会有这样一种疑问，电解水制氢，然后再用氢气发电，中间必然存在很多能量损耗过程，总体算下来燃料电池真的节能吗？氢气如果只能通过电解水的方式来制备，那燃料电池就没有存在的必要了。事实上，氢气除了常规的电解制氢途径以外，还有很多来源如水煤气转化法、燃料气体催化制氢等等，价格上是具备优势的。

搞电池研究的一直有这么个说法，锂离子电池做不大，燃料电池做不小。锂离子电池由于散热问题很难解决，单个锂离子电池不可能做得很大。所以要想实现锂离子电池在全电动汽车上的应用，只能像特斯拉这样搞个由6831节锂离子电池串并联组成的电池组，这样一来造价之高就可想而知了。车企研究重点放在燃料电池上是市场选择的结果。

题目中“氢氧燃料电池的额定电压是1.23 V。而现在最好的Pt催化剂下，阴极的过电势都在0.3 V左右。做好了电池，刚产生一丢丢电流，理论能量利用率就只剩75%。”的说法非常外行，1.23V不是氢氧燃料电池的额定电压，而是基于热力学性质算出来的理论电压，实际工作的燃料电池输出电压肯定是低于这个值的。目前燃料电池中氢氧化反应使用少量Pt催化剂已经能够将过电势降到很低的水平了，问题主要是氧还原反应过电势较大。基于电压改变计算理论能量利用效率的前提是恒电流放电，大电流下极化增加效率还会进一步降低。

一言以蔽之，锂离子电池和燃料电池属于两种不同类型的电池，问题中所谓的能量效率混淆了效率的概念，单从数字上比较是没有意义的。任何一种电池从理论到走向实际应用，都是各方面性能不断妥协之后的最优化结果，单独把效率拎出来盯着不放难免有失偏颇。