新紀元的到來 聊聊燃料電池汽車那些事（一）

燃料電池技術並不是什麼新鮮技術，其基本原理在19世紀末就已被科學家發現了

，而其被應用於車輛之上則是在上世紀60年nian代dai末mo。當dang時shi，燃ran料liao電dian池chi汽qi車che的de性xing能neng和he製zhi造zao成cheng本ben都dou無wu法fa與yu當dang時shi搭da載zai汽qi油you發fa動dong機ji的de汽qi車che相xiang媲pi美mei。隨sui著zhe燃ran料liao電dian池chi技ji術shu的de不bu斷duan改gai進jin，加jia上shang汽qi車che生sheng產chan商shang在zai燃ran料liao電dian池chi汽qi車che研yan發fa上shang的de不bu斷duan投tou入ru，終zhong於yu有you兩liang款kuan燃ran料liao電dian池chi車che型xing於yu2014年實現了量產並推向市場，這兩款車型分別是現代Tucson FCV以及豐田Mirai。上(shang)述(shu)兩(liang)款(kuan)車(che)型(xing)的(de)量(liang)產(chan)真(zhen)正(zheng)把(ba)人(ren)們(men)帶(dai)進(jin)了(le)燃(ran)料(liao)電(dian)池(chi)汽(qi)車(che)的(de)新(xin)時(shi)代(dai)。本(ben)文(wen)將(jiang)為(wei)大(da)家(jia)介(jie)紹(shao)一(yi)下(xia)燃(ran)料(liao)電(dian)池(chi)汽(qi)車(che)的(de)發(fa)展(zhan)曆(li)程(cheng)與(yu)現(xian)狀(zhuang)，希(xi)望(wang)大(da)家(jia)能(neng)對(dui)燃(ran)料(liao)電(dian)池(chi)汽(qi)車(che)這(zhe)種(zhong)新(xin)鮮(xian)事(shi)物(wu)有(you)一(yi)個(ge)更(geng)深(shen)入(ru)的(de)認(ren)識(shi)。

● 2014年是量產型燃料電池汽車元年

　　2014年6月10日
，量產型的現代Tucson FCV正式登陸美國加州市場。該車型通過租賃的方式以499美元（約合人民幣3098元）的月租進行出租。該車於今年5月份在英國上市
，售價為53105英鎊，減去15000英鎊的政府補貼，用戶隻需用38105英鎊（約合人民幣37.1萬元）即可買到一台現代Tucson FCV燃料電池車。

　　豐田Mirai在2014年12月15日上市，欲複製豐田普銳斯的成功。“Mirai”在日語中意為“未來”。豐田寄予Mirai車型的是其對新能源汽車未來的憧憬。在混合動力汽車市場獲得一定成績的豐田欲借助Mirai車型開拓燃料電池汽車這片新藍海。

　　相比現代Tucson FCV，豐田Mirai在動力性能和續航裏程上都有一定的優勢。兩車的動力係統輸出功率已達到甚至超越1.8升自然吸氣汽油發動機的水平
，加上超過400公裏的續航裏程，使兩車具備了較好的實用性。

● 量產型燃料電池汽車的結構

　　下麵以豐田Mirai為例簡單介紹一下燃料電池汽車的結構。豐田Mirai是以氫氣為燃料的。在燃料電池中，氫氣在催化劑的作用下與氧氣發生化學反應產生電能。“燃燒”之後的氫氣會變成水，該反應過程理論上是無汙染的。豐田Mirai的氫燃料存儲在高壓儲氫罐中，該儲氫罐采用了碳纖維材質製造，分別位於底盤中部和尾部，總容積為122.4升，充滿一次氫氣約需3分鍾。

　　ranliaodianchiweiyuqianpaizuoyixiafang。ranliaodianchichanshengdediannengzhijiequdongweiyufadongjicangdediandongji。diandongjijinxingnenglianghuishouhuodedediannengjiangjingguodonglikongzhidanyuanchucunzaiweiyucheliangweibudedonglidianchizhong。

　　隻要給燃料電池不斷地供給氫氣和氧氣，就能源源不斷地獲得電能，而其產物理論上是完全無汙染的水。從豐田Mirai的身上，我們似乎能窺見“隻有藍天
、沒有霧霾”的未來環保社會景象。而各位可能不知道的是，燃料電池技術的基本原理是在19世紀末發現的。

　　上圖裝置①是氣體電極電池
，裝置②是一個電解水的裝置。該實驗裝置是為了驗證氣體電極電池產生了電能。陰極（圖中的“-”）和陽極（圖中的“+”）上發生的具體化學反應方程式如上圖所示。氣體電極電池的工作原理為燃料電池的誕生奠定了理論基礎。

　　現在最新的燃料電池汽車大多采用質子交換膜燃料電池（Proton Exchange Membrane Fuel Cell

，簡稱為“PEMFC”），jiegoushiyitukecankanshangtu。tuzhong
，yangjiweiqingranliaofashengyanghuadechangsuo，yinjiweiyanghuajihaiyuandechangsuo，liangjidouhanyoujiasudianjidianhuaxuefanyingdecuihuaji，zhizijiaohuanmozuoweidianjiezhichuandaoqinglizixiangyinjizhuanyi。suiranzhizijiaohuanmoranliaodianchijishubiWilliam Robert Grove的氣體電極電池晚出現一百多年
，但其內在化學反應原理是一致的。

　　我wo想xiang絕jue大da部bu分fen消xiao費fei者zhe都dou不bu會hui想xiang要yao拆chai開kai自zi己ji的de燃ran料liao電dian池chi車che的de燃ran料liao電dian池chi看kan看kan內nei部bu是shi如ru何he工gong作zuo的de。對dui於yu普pu通tong消xiao費fei者zhe來lai說shuo，我wo們men隻zhi需xu知zhi道dao燃ran料liao電dian池chi汽qi車che的de燃ran料liao電dian池chi工gong作zuo所suo需xu的de燃ran料liao為wei氫qing氣qi和he氧yang氣qi，發fa電dian後hou的de產chan物wu為wei無wu汙wu染ran的de水shui即ji可ke。

● 燃料電池技術的實用化

　　20世紀50年代，GE（通用電氣）資助了PEMFC質子交換膜燃料電池的研究。上世紀60年代
，美國NASA（國家航空航天局）的“阿波羅登月計劃”中就是采用燃料電池為太空船提供電力和飲用水的。可見

，在那時候，燃料電池已是一種被驗證的成熟技術。

　　初期的民用燃料電池發電效率、輸出功率
、使用壽命

、體積等性能參數都遠遠比不上當時的內燃機，沒有出現量產的燃料電池汽車也在情理之中。

　　zhengshiyinweiranliaodianchiyuelaiyueduodiyingyongyuminyonglingyu，ranliaodianchishengchanshangkandaoleshichangqianjing，yuanyitouruziyuanjinxingkaifa，zhubutishengleranliaodianchidexiaonengbingjiangdizhizaochengben。ranliaodianchijishudefazhanlangchaoyecuishengchuleruPLUG
、Ballard、FuelCell等世界知名燃料電池供應商。