氫燃料電池技術及其在汽車領域的應用現狀

雷芝 吳梅

摘 要：隨著時代發展，氫燃料電池的應用越來越廣泛，而燃料電池的技術發展也越來越迅速，為人類生活提供了極大的便利。隨著國內外的氫燃料電池技術的逐漸成熟，應用現代的科技技術開發的氫燃料的電池汽車已經得到了大量的應用，在全球形成了瘋狂的購買熱潮。隨著時代的進步，人們對于氫燃料電池的認識不斷地加深，隨著氫燃料電池在汽車應用領域的關鍵技術被突破，世界將真正的進入氫燃料汽車的時代。

關鍵詞：氫燃料電池;技術發展;應用現狀

0 引言

火力、水力以及原子核能被稱為發電體系建設的3大發電體系，而繼火力、水力以及原子核能之后，氫燃料電池也被公認為是第四大發電體系[1]。早在上個世紀的60年代，人類就成功的將氫燃料電池應用到了世界航空事業，推動了航天事業的偉大進步。隨著人類對氫燃料技術的不斷地掌握和認識，70年代后人類就掌握了制造氫燃料的技術，這為氫燃料在其他領域的應用奠定了基礎。隨著氫燃料的使用的范圍不斷地擴大，很快就出現在了汽車行業的發展之中，國內的氫燃料技術也因此得到了快速的發展。在汽車領域，人們利用氫燃料技術將強燃料的電池應用到各類的汽車之中，包括小汽車、客車、大型卡車等，這些方面的應用也讓人們見識到了氫燃料電池的強大功能。如今，燃料電池的發展越來越快，其被認為是新世紀最有潛力的發動機能源替代品，而在全世界范圍內，氫燃料在汽車方面的應用也逐步的走向商品化的道路。

1 氫燃料電池的特點

氫燃料電池是一種新型的能源裝置，是利用氧氣和氫氣的化學反應最終產生電能的一種裝置，目前，在世界各種各類的發電裝置中，氫燃料是利用效率最高的能力轉化的系統。而且，氫燃料電池還具備其他能源裝置不具備的特點。除了和水力等相同的潔凈無污染的特點之外，氫燃料的主要優勢是其對于發動機的啟動的速度快，產生的噪音十分小，而且氫燃料電池的模板結構的可調整性強，裝置可以根據具體的需要進行大小之間的調整。相對于其他的能源裝置，氫燃料更加的得到了現代人的青睞，隨著未來技術的不斷發展，氫燃料在各類的應用中將會越來越廣，對于社會的推動也將發揮巨大的作用。

2 國外對于氫燃料電池技術及其在汽車領域的應用現狀

美國在上個世紀90年代就開始了新型燃料汽車的研制，1993年，世界上第一輛燃料電池汽車在加拿大公司進行理論展示，為世界燃料汽車的發展拉開了序幕。在這之后，德國也開始就能行了自己的燃料汽車的制造，隨后。燃料汽車的研究浪潮興起，隨著相應的技術被一個個不斷突破，燃料汽車在制造方面取得了巨大的進步。1997年，北美的燃料公共汽車開始真正的投入到市場之中開始使用，宣告著燃料汽車的正式使用，這對于世界燃料汽車的發展具有歷史性的意義。2004年，新型燃料汽車開始進一步的商業化，相關的制造產品燃料電池車成功的在悉尼奧運會上進行了使用。2005年之后，美國開始大量的生產汽油燃料的電池汽車，并且提出到2010年之后，燃料汽車在汽車的銷售市場上的比例至少要達到25%以上，并且開始進行了甲醇燃料電池的實驗。

在技術的發展方面，國外的速度也是非常快，吳坤澤利用特殊的氫氣的吸收技術還是甲醇的轉化和汽油的重新整合技術，國外都取得長足的發展，為了進一步降低燃料電池的成本，國外進行了低溫供電技術的研究，利用高燃料電池的功率輸出技術進一步加大電力的供應，極大地降低了燃料電池的使用成本，將燃料電池的使用費用從400美元降低到了50美元，這是燃料電池發展中的重大突破。

90年代之后，汽車的燃料的變化十分明顯，1994年，汽車主要的燃料為壓縮氫氣，1996年，汽車的主要燃料依舊是壓縮氫氣，但是1997年之后，汽車的能源使用開始變化，主要為重整之后的甲醇，1999年之后，汽車燃料由甲醇變為了液氫，這是人類汽車歷史上的重大進步，因為液氫汽車的動力十分足，對于汽車的快速啟動和加速方面的發展起到了巨大作用。從那時起，電池汽車開始出現，99年之后，壓縮氫氣的使用不斷增多，汽油汽車開始出現，世界汽車的發展開始規模化。

3 我國的氫燃料電池技術的發展及應用現狀

我國對于燃料電池的研究要追溯到1958年之后了。58年之后，我國的燃料電池的研究開始起步，剛開始的相關研究由天津的能源研究所主要進行。70年代，由于我國航天事業的需要，大儲存量的能源電池開始被研究制作，93年，我國開始進行甲醇質子的交換電池的研究，經過不斷地努力，終于在各個方面取得了巨大的進步。整體而言，我國的燃料電池的研究雖然起步比較晚，但是發展速度卻遠遠超過了國外，在對于燃料電池的使用方面也進行了比較快，尤其是在航天事業中的應用，我們在全世界都走在前列，成為了其他國家學習的榜樣。

從我國氫燃料電池的發展情況看，我們距離發達國家還是有一定的差距，主要體現在以下方面：

（1）在能源汽車的投入不夠，不利于燃料電池汽車結構的進一步優化，不利于相關研究的實質性的發展;

（2）燃料電池的質子膜依舊需要進行進口，對于相關的核心技術還沒有真正的掌握，這對于我國氫燃料電池汽車的發展是一個巨大的隱患;

（3）在氫燃料電池的使用功率上還沒有進行過大功率汽車的相關制造，而且能量的密度方面的使用效果還有待提高，需要逐漸的滿足目前人們的需要，這一方面距離發達國家還需要進一步的加強;

（4）汽車發動機的冷卻系統的設計優化不足，對于發動機的冷卻的介質研究必須加強，發動機絕緣程度需要進一步的完善提高;

（5）燃料電池在使用過程中的智能化需要進一步的提升，需要進一步依據人們的具體需求而進行一定的改裝優化，促進相關技術的進一步發展。

4 結束語

目前，燃料電池技術已經在世界上取得了一定的突破，在燃料電池汽車的價格方面和性能方面，相對于之前已經取得了巨大的提升。目前，我國必須緊緊抓住目前在燃料電池使用中的主要問題，根據具體情況進行相應的研究，爭取盡早打破國外對于相關技術的壟斷，真正的制造出屬于我國自己的新能源的汽車。隨著技術的不斷突破，氫燃料電池能源的產品一定會越來越普遍，未來氫能源的汽車時代一定會到來。

參考文獻：

[1]孫逢春，孫立清，白文杰.氫燃料電池技術及其在汽車領域的應用現狀[C].中國太陽能學會.中國太陽能學會2001年學術會議論文摘要集.中國太陽能學會：中國太陽能學會，2001：253.