談談氫燃料電池車的發展之路

說起氫燃料電池車，無疑是當下提及率很高的一個詞，它的出現既迎合了當下社會節能低碳的社會理念，又集“終極環保”與多項黑科技于一身。但說起來它卻并非一項新事物，那么氫燃料電池車到底有著怎么樣的發展之路，將來的推廣和普及又會存在什么樣的障礙呢?

什么是氫燃料電池車?

燃料電池汽車是指以氫氣等為燃料，通過化學反應萌生電流，依賴電機驅動的汽車。其通過電解水的逆反應，使氫氣與空氣中的氧氣結合，萌生驅動汽車所需的電能。燃料電池的化學反應過程不會萌生有害產物，只會排出水，因此從環保和節能方面，氫燃料電池車可以說是汽車發展非常理想的階段。

相比于電動車，燃料電池車具備輕量化、續航力久、充能時間短、電池壽命長的優點。在重量方面，同樣功率的氫燃料電池相比電動車沉重的電池包重量僅有一般，可極大減輕車輛負擔;續航和充能方面，以現有的Mirai為例，其一次加氫僅需3分鐘，續航里程達到650km，電池壽命達20年以上，這些都使電動車望塵莫及。

除了對比電動車的巨大優點，其相較燃油車(包括混動)也有獨到之處，首先在于它的環保性，氫燃料電池車的排放物僅僅是水，比起燃油車的尾氣污染優點分明;其次其結構更加簡單，便于維護和保養，故障率相比較也更低。

那么就是這么優點分明的氫燃料電池車，為甚么卻不如理想中鈉鹽得到快速推廣和發展呢?究其原由，這其中涉及的諸多問題使其推廣起來仍舉步維艱。

技術壁壘

氫燃料電池技術門檻高，需要巨額投入，而在這方面目前大部分車企基礎薄弱，在氫燃料電池方面并沒有開展相關研發和產業化準備，其中包括催化劑雙極板等關鍵部分材料以及高壓儲氫罐、氫循環泵等無大規模量產的能力，總體產業鏈形成尚需時日。

成本控制

對于燃料電池而言，目前的最大的問題是沒方法進行較大規模化使用。依據美國政府部門最新數據顯示，2017年每加工1000套80kW質子交換膜燃料電池系統燃料電池，燃料電池系統成本為179美元/kW(蘊含高壓儲氫罐、電池堆、動力控制單元等)，每加工1萬套燃料電池系統成本為79美元/kW，其中電堆成本為39美元/kW。

以Mirai為例，2016年該車產量已提升到2000輛，2020年這一數字將達到30000萬輛，以這個數據這算，單套電池系統成本仍需1萬余美元，相比鋰離子電池成本仍然居高不下。

限制燃料電池使用的最大問題就是催化劑。Pt催化劑太貴，容易中毒，可是其他的催化劑相比而言性能差了不少。針對這點常用的辦法是把催化劑材料做成納米級的顆粒，用最少的催化劑做出最大的效果。當然新一代Miraiy已經成功降低了約90%的鉑金需求，這也是一個巨大的沖破。

燃料電池的能量轉換效率

我們了解任何一種能量轉換成另外一種，轉換效率都不可能是100%，電動車筆直使用電能，相對效率較高，相比較之下燃料電池先將電能轉換為化學能，然后再得以轉化，中間的能量損耗要多的多。

氫氣制備運輸的安全隱患

氫氣是一種高危險氣體，不僅具有很強的易燃易爆性，還有一定的窒息性，因此在氫氣運輸的問題一不留神就會造成重大事故的發生。除了在運輸中當心之外相關人員需配備專業氫氣測試儀來測試氫氣是不是有泄漏的情況發生。

產氫與用氫不在同一地方，將通過電解水等方式制成的氫的儲存和運輸到加氫站，是燃料電池車大規模推廣使用的關鍵環節。目前，我國氫氣儲存和運輸技術仍不足，能完成存儲和運輸的企業少之又少，氫氣制備及加注企業整體水平依舊不足。

雖然氫燃料電池車的優點在于加氫時間短，僅需短短3分鐘。但在如此短時間完成加注，對整套系統承受能力提出了極大的挑戰，一旦在此過程中氫氣濃度過高，就有發生爆炸的危險。

與加氫站等基礎設施的依附關系

氫燃料電池車的發展與加氫站等基礎設施的建設有密不可分的關系，如果燃料電池車銷售不好，則相關企業不愿鋪設過多加氫設備，如若加氫站無法普及，則勢必會影響氫燃料電池車的大規模推廣，這其中的利害關系不言自明。

氫燃料電池車無疑有著美妙的將來和廣闊的將來方向，但其發展中面臨的問題同樣不可忽視，從制氫、儲存和運輸等整個產業鏈都遠沒有形成規模，惟有妥善解決和處理這些發展過程中遇到的問題和隱患，它的量產和普及才能成為實際。至于將來氫燃料電池車能夠逆勢而起，我們也將繼續關注。

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