燃料電池汽車再度升溫

　　約十年前，美國政府帶動世界多國推出了燃料電池在汽車領(lǐng)域的產(chǎn)業(yè)化規(guī)劃。奧巴馬上臺以后，美國政府將注意力集中到插電式混合動力汽車上。表面上看，似乎國際燃料電池汽車的研發(fā)與產(chǎn)業(yè)化進(jìn)程有所放緩，實際情況并不完全這樣。
　　世界燃料電池汽車技術(shù)發(fā)展大致經(jīng)歷了兩個階段，2005年以前，戴姆勒、福特、豐田、本田等公司完成了以第一代燃料電池為基礎(chǔ)的燃料電池汽車開發(fā)，通過驗證，初步證明燃料電池運用于汽車上是可行的，但是，昂貴的成本(1萬美元／kWh)與較短的壽命(2000小時)使得人們對燃料電池產(chǎn)業(yè)化的期望有所下降；2005年以后，燃料電池汽車在壽命、成本等關(guān)鍵難點取得了出乎意料的進(jìn)展，燃料電池汽車技術(shù)進(jìn)入了可喜的第二階段。
　　在壽命方面，對燃料電池和系統(tǒng)進(jìn)行了許多改進(jìn)和優(yōu)化，且普遍采用了燃料電池與蓄電池的混合動力系統(tǒng)，使得燃料電池處于較平穩(wěn)的工作狀態(tài)，國際燃料電池壽命普遍達(dá)到高于5000小時的水平。美國UTC Power開發(fā)的燃料電池系統(tǒng)在大巴車上實現(xiàn)了近10000小時的運行壽命，可以初步滿足要求。
　　在成本方面，一方面由小量研制的產(chǎn)品到未來大批量生產(chǎn)的實現(xiàn)，成本會大幅度降低；另一方面，燃料電池中高含量的鉑金催化劑成本高，人們正在研發(fā)低鉑金或非鉑金催化劑，并已取得進(jìn)展。2007年以前，一輛燃料電池汽車需要鉑金約100g。現(xiàn)在有望降至每輛車30g。如果采取電池一燃料電池混合動力方式，只需要鉑金15g，進(jìn)一步的目標(biāo)是朝著3～5g努力。
　　成本與壽命的突破性進(jìn)展，增強(qiáng)了對燃料電池汽車產(chǎn)業(yè)化的信心。德國戴姆勒公司開發(fā)的燃料電池B級車，主要性能已經(jīng)達(dá)到傳統(tǒng)內(nèi)燃機(jī)汽車水平，該車計劃2014年量產(chǎn)。日本豐田公司所開發(fā)燃料電池SUV車計劃2015年達(dá)到5萬美元／輛，并進(jìn)入到市場導(dǎo)入階段。日本本田公司的FCX clarity轎車和美國通用公司的Equinox SUV也都在積極進(jìn)行市場應(yīng)用準(zhǔn)備。
　　與純電動汽車比較，燃料電池汽車的重要優(yōu)點是電源系統(tǒng)能量密度高，同樣質(zhì)量的汽車?yán)m(xù)駛里程更長。目前國際上燃料電池汽車大都采用70MPa氫罐，儲氫約為6kg，每千克氫可釋放約19kWh電能，發(fā)電量約為110kWh，儲氫系統(tǒng)加燃料電池系統(tǒng)質(zhì)量共約300kg，則電源系統(tǒng)能量密度約為：110kWh÷300Kg=360Wh／kg；而目前車用鋰電池系統(tǒng)能量密度低于100Wh／Kg。相比之下，相同質(zhì)量的燃料電池汽車的續(xù)駛能力是目前鋰電池電動汽車的三四倍。人們預(yù)計，近幾年內(nèi)鋰電池單體的比能量只可能提高到150Wh／Kg，系統(tǒng)的比能量達(dá)到120Wh／Kg。比能量要想達(dá)到200Wh／kg以上，需要更加復(fù)雜的安全技術(shù)，難度很大。即使達(dá)到了，也仍然與燃料電池有差距。
　　目前各大汽車公司燃料電池B級轎車?yán)m(xù)駛里程基本達(dá)到500km以上，基于鋰電池的純電動轎車?yán)m(xù)駛里程大多低于200km。因此，我們可以根據(jù)這兩種動力系統(tǒng)的特點，加以合理利用。例如，電動汽車用于中短途交通運輸領(lǐng)域，燃料電池汽車用于中長途交通運輸，各自發(fā)揮其優(yōu)勢。所以我們必須高度重視燃料電池的研發(fā)，緊緊跟上世界先進(jìn)步伐。
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