氫燃料電池風景很美 但距離還遠

　　當(dang)采(cai)訪(fang)完(wan)國(guo)內(nei)外(wai)燃(ran)料(liao)電(dian)池(chi)領(ling)域(yu)的(de)幾(ji)位(wei)專(zhuan)家(jia)後(hou)
，記(ji)者(zhe)感(gan)慨(kai)，燃(ran)料(liao)電(dian)池(chi)就(jiu)像(xiang)高(gao)高(gao)屹(yi)立(li)在(zai)青(qing)藏(zang)高(gao)原(yuan)上(shang)的(de)珠(zhu)穆(mu)朗(lang)瑪(ma)峰(feng)，無(wu)論(lun)從(cong)哪(na)個(ge)角(jiao)度(du)看(kan)，風(feng)景(jing)都(dou)很(hen)美(mei)，但(dan)離(li)我(wo)們(men)很(hen)遙(yao)遠(yuan)。 　　qijinweizhi，zhumulangmafengjinyouweishubuduodezhiyedengshanjiachenggongdengding
，daduoshurenwufapandeng，zheyuqingranliaodianchiqichehenxiangsi。muqian，geguojintuichushaoliangchexingyongyuyanjiu、驗證或者局部使用，廣大消費者還不能方便地享用。 　　■應用前景很誘人 　　科學家很早就發現了燃料電池的技術原理，當時，這一發現囿於諸多限製因素沒有引起大家的足夠重視。近年來，隨著空氣汙染加劇、石油資源日益減少，燃料電池汽車引起了廣泛關注。 　　燃料電池根據電解質不同，可分為堿性燃料電池（AFC）、磷酸型燃料電池（PAFC）


、熔融碳酸鹽型燃料電池（MCFC）、質子交換膜燃料電池（PEMFC）、固體氧化物燃料電池（SOFC）和直接甲醇燃料電池（DMFC）等幾種。車用燃料電池大多采用質子交換膜燃料電池。 　　燃料電池優勢非常突出。同濟大學張智明博士說：“目前為止，還沒有哪一項能源生成技術像燃料電池那樣將諸多優點集於一身。” 　　燃料電池具有較高的能效。燃料電池將化學能直接轉換為電能
，不會因為燃燒作用產生大量廢氣與廢熱，能量轉換率約為傳統內燃機的3倍以上。目前，直接使用氫氣的係統效率超過50%，如果將燃料電池排放的廢熱加以回收利用，能量利用率超過85%。而傳統內燃機的熱效率大約為20%~30%。 　　燃料電池具有環境親和性。部分燃料電池會排放二氧化碳，但遠低於燃燒汽油的排放量(約為其1/6)。氫燃料電池尾氣排放隻有水

，真正做到了無汙染，無溫室氣體排放。 　　燃料電池還有無火花、低噪聲、無廢棄物處理問題
、高機動性等特點。目前，燃料電池的能量密度已從早期50～80Wh/kg提高到3000Wh/kg，比鋰離子電池高出許多倍。 　　燃料電池汽車的續駛裏程不低於傳統燃油汽車。國外相關機構研究表明
，一加侖汽油與一公斤氫氣行駛裏程相當。 　　燃料電池的氫來源廣泛，成本也較低，據介紹，天然氣
、甲醇製解、水電解等都可以製造氫氣
，許多化工企業生產過程中會產生大量氫氣，完全可以回收利用。華南理工大學教授廖世軍說：“用天然氣製氫
，大約每立方米花費3元，電解水製氫，每立方米大約需要4度電。” 　　■推廣難題多 　　燃料電池優點突出，缺點也很明顯，推廣使用還有很多難題需要解決。 　　燃料電池的成本非常高。廖世軍告訴記者，質子交換膜和鉑催化劑均為昂貴材料
，導致每輛車成本大約為150萬~200萬元人民幣。同濟大學張智明博士向記者提供了幾個數字，質子交換隔膜的價格大約為每平方米300美元
，約占成本的35%

，PEMFC中每平方厘米鉑催化劑含量約為0.5毫克
，約占成本40%。 　　氫燃料電池的安全成本比較高。目前，加氫站普遍采用低壓取氫
、高壓注入方法。壓力為35MPa或者70MPa

，這zhe對dui儲chu氫qing罐guan提ti出chu了le很hen高gao的de安an全quan要yao求qiu。一yi位wei國guo外wai燃ran料liao電dian池chi專zhuan家jia告gao訴su記ji者zhe，有you些xie跨kua國guo汽qi車che企qi業ye采cai用yong鋁lv合he金jin和he碳tan纖xian維wei製zhi造zao儲chu氫qing罐guan，比bi一yi般ban氫qing氣qi瓶ping成cheng本ben高gao很hen多duo。加jia氫qing站zhan安an全quan要yao求qiu很hen高gao
，加jia氫qing站zhan的de建jian設she成cheng本ben也ye非fei常chang高gao。氫qing氣qi運yun輸shu也ye是shi人ren們men不bu得de不bu考kao慮lv的de因yin素su。 　　燃(ran)料(liao)電(dian)池(chi)汽(qi)車(che)原(yuan)理(li)很(hen)簡(jian)單(dan)，但(dan)幾(ji)位(wei)專(zhuan)家(jia)都(dou)告(gao)訴(su)記(ji)者(zhe)，真(zhen)正(zheng)投(tou)入(ru)到(dao)實(shi)際(ji)運(yun)用(yong)中(zhong)，燃(ran)料(liao)電(dian)池(chi)汽(qi)車(che)的(de)係(xi)統(tong)非(fei)常(chang)複(fu)雜(za)，這(zhe)導(dao)致(zhi)其(qi)製(zhi)造(zao)和(he)維(wei)修(xiu)保(bao)養(yang)成(cheng)本(ben)比(bi)較(jiao)高(gao)。 　　燃(ran)料(liao)電(dian)池(chi)存(cun)在(zai)壽(shou)命(ming)問(wen)題(ti)。幾(ji)位(wei)專(zhuan)家(jia)均(jun)告(gao)訴(su)記(ji)者(zhe)，如(ru)果(guo)氫(qing)氣(qi)純(chun)度(du)不(bu)高(gao)
，鉑(bo)催(cui)化(hua)劑(ji)會(hui)中(zhong)毒(du)。為(wei)了(le)保(bao)證(zheng)使(shi)用(yong)壽(shou)命(ming)
，氫(qing)燃(ran)料(liao)電(dian)池(chi)均(jun)使(shi)用(yong)高(gao)純(chun)度(du)氫(qing)氣(qi)，據(ju)介(jie)紹(shao)，氫(qing)氣(qi)純(chun)度(du)一(yi)般(ban)要(yao)求(qiu)達(da)到(dao)99.99%
，有些要求達到99.9999%。一般工業製氫純度為99%
，每提高一個數量級，成本增加很多。另外，燃料電池汽車頻繁起停也會大大縮短壽命。 　　■各國努力研發新技術 　　最新數據顯示，未來10年內
，全球燃料汽車市場份額將高達1800億元
，各國加緊研發新技術

，新材料，搶占未來汽車市場的主導權。 　　各國在燃料電池上的研發主要集中於降低鉑催化劑用量；增強催化劑穩定性；開發更便宜的質子交換膜

；提高膜電極性能；優化燃料電池係統；燃料電池水管理和熱管理；提高燃料電池係統的效率和壽命等。 　　張智明說：“國外有些燃料電池鉑含量降低為0.18g/cm2
，成本大大降低。” 　　清華大學教授李建秋說：“2011年

，燃料電池成本達到49美元/Kw，預計2017年將達到30美元/Kw。” 　　廖世軍說：“燃料電池壽命目標是1萬小時，現在有些國家已經超過。”