氫燃料電池和鋰離子電池分解？

“鋰離子電池”，是一類由鋰金屬或鋰合金為負極材料、使用非水電解質溶液的電池。1912年鋰金屬電池最早由GilbertN.Lewis提出并研究。20世紀70年代時，M.S.WhitTIngham提出并開始研究鋰電池。由于鋰金屬的化學特性非常活潑，使得鋰金屬的出產、保存、使用，對環境要求非常高。所以，鋰離子電池長期沒有得到使用。隨著科學技術的發展，今朝鋰離子電池已經成為了主流。

鋰離子電池大致可分為兩類：鋰金屬電池和鋰電池。鋰電池不含有金屬態的鋰，并且是可以充電的。可充電電池的第五代產品鋰金屬電池在1996年誕生，其安全性、比容量、自放電率和性能價格比均優于鋰電池。由于其自身的高技術要求限制，今朝惟有少數幾個國家的公司在加工這種鋰金屬電池。

氫燃料電池是使用氫這種化學元素，制造成儲存能量的電池。其基本原理是電解水的逆反應，把氫和氧分別供給陽極和陰極，氫通過陽極向外擴散和電解質發生反應后，放出電子通過外部的負載到達陰極。

氫燃料電池特點無污染燃料電池對環境無污染。它是通過電化學反應，而不是采用燃燒（汽、柴油）或儲能（蓄電池）方式－－最典型的傳統后備電源方案。燃燒會釋放象COx、NOx、SOx氣體和粉塵等污染物。如上所述，燃料電池只會萌生水和熱。如果氫是通過可再生能源萌生的（光伏電池板、風能發電等），整個循環就是徹底的不萌生有害物質排放的過程。

無噪聲燃料電池運行靜謐，噪聲約莫惟有55dB，相當于人們正常攀談的水平。這使得燃料電池適合于室內安裝，或是在室外對噪聲有限制的地方。

高效率燃料電池的發電效率可以達到50%以上，這是由燃料電池的轉換性質決定的，筆直將化學能轉換為電能，不需要經過熱能和機械能（發電機）的中間變換。

全球能源格局臨近大變革前夜

縱觀人類歷史，文明的進步本質上就是能量輸出強度的進步。早期的農業文明，動力以人畜、木柴等生物能為主，輸出功率非常有限，還受到土地承載能力的限制，經濟只能在低水平不斷循環;18世紀工業革命后，隨著蒸汽機和內燃機的推廣，基礎能源變為以煤炭、石油為代表的化石能源，能量密度提升了上百倍，GDp也終于沖破了“馬爾薩斯陷阱”的束縛，呈現了指數型的增長。目前全球能源結構為原油33%，天然氣24%、煤炭30%，核電4%、水電7%和新能源2%，化石能源居于絕對主導地位。但展望將來，我們判斷人類能源結構已經到了再次大變革的前夜，石油將有望在30年內被全面替代，以燃料電池為代表的氫能源將成為新的主導能源！

石油時代將被全面替代

農耕文明發展后期面臨的最大問題就是，有限的土地資源最終無法支撐人口進一步的增長。化石能源作為不可再生資源，同樣面臨著資源稀缺性的制約。按照過去20年的消費增速線性外推，全球已探明石油儲量只能支撐30年，即使技術進步能將石油壽命再延續幾十年，但總還是有用光的一天，相對于人類還要繼續至少千年的歷史，依然沒有意義。而且考慮到目前勘探程度已經很充足，在發現低成本大油田的概率很低，潛在供給的開采成本會越來越高。這最終也會刺激替代能源商業化的大幅提速，如今朝鋰離子電池車的發展就已經如火如荼，因此經濟意義上的石油枯竭恐怕還會來的更早。將來誰能全面替代石油，成為新一代的車用燃料就成為非常關鍵的問題。

燃料電池vs鋰離子電池誰將勝出

目前替代石油車的主流技術路線就是鋰離子電池和燃料電池。燃料電池最大優點就是能量密度高，是鋰離子電池的120倍。但鋰離子電池起步早，商業化程度更高，整車成本也更低，且充電可以利用現有的電網系統，相比燃料電池整個加氫和供氫的配套網絡都要從頭建設，成本也要更低。因此這兩者的競爭核心就是能量密度vs成本的競爭。成本下降是個工程問題，可以通過商業化來處理，而能量密度面對的卻是基礎科學范疇的瓶頸，基本上是無解。因此本質上兩者的區別是“道與術”的區別，長期看，燃料電池無疑潛力更大，也最有望成為下一代車用基礎能源。

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