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域的產業化規劃。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與產業化進程有所放緩，實際情況并不完全這樣。
　　世界燃料電池汽車技術發展大致經歷了兩個階段，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的燃料電池汽車開發，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業化的期望有所下降；2005年以后，燃料電池汽車在壽命、成本等關鍵難點取得了出乎意料的進展，燃料電池汽車技術進入了可喜的第二階段。
　　在壽命方面，對燃料電池和系統進行了許多改進和優化，且普遍采用了燃料電池與蓄電池的混合動力系統，使得燃料電池處于較平穩的工作狀態，國際燃料電池壽命普遍達到高于5000小時的水平。美國UTC Power開發的燃料電池系統在大巴車上實現了近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品到未來大批量生產的實現，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，人們正在研發低鉑金或非鉑金催化劑，并已取得進展。2007年以前，一輛燃料電池汽車需要鉑金約100g。現在有望降至每輛車30g。如果采取電池一燃料電池混合動力方式，只需要鉑金15g，進一步的目標是朝著3～5g努力。
　　成本與壽命的突破性進展，增強了對燃料電池汽車產業化的信心。德國戴姆勒公司開發的燃料電池B級車，主要性能已經達到傳統內燃機汽車水平，該車計劃2014年量產。日本豐田公司所開發燃料電池SUV車計劃2015年達到5萬美元／輛，并進入到市場導入階段。日本本田公司的FCX clarity轎車和美國通用公司的Equinox SUV也都在積極進行市場應用準備。
　　與純電動汽車比較，燃料電池汽車的重要優點是電源系統能量密度高，同樣質量的汽車續駛里程更長。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，發電量約為110kWh，儲氫系統加燃料電池系統質量共約300kg，則電源系統能量密度約為：110kWh÷300Kg=360Wh／kg；而目前車用鋰電池系統能量密度低于100Wh／Kg。相比之下，相同質量的燃料電池汽車的續駛能力是目前鋰電池電動汽車的三四倍。人們預計，近幾年內鋰電池單體的比能量只可能提高到150Wh／Kg，系統的比能量達到120Wh／Kg。比能量要想達到200Wh／kg以上，需要更加復雜的安全技術，難度很大。即使達到了，也仍然與燃料電池有差距。
　　目前各大汽車公司燃料電池B級轎車續駛里程基本達到500km以上，基于鋰電池的純電動轎車續駛里程大多低于200km。因此，我們可以根據這兩種動力系統的特點，加以合理利用。例如，電動汽車用于中短途交通運輸領域，燃料電池汽車用于中長途交通運輸，各自發揮其優勢。所以我們必須高度重視燃料電池的研發，緊緊跟上世界先進步伐。
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