燃料电池轿车–未来“氢经济”的动力
早在19世纪法国科幻小说开山祖师凡尔纳的小说中，预想家们就预言，有朝一日社会将经过以氢为根底的动力而被完全改造。这种分量很轻的气体是国际中最丰厚的元素，它可以从水中制成；它出奇地洁净；焚烧时排放出基本上是新鲜的蒸汽。当被输人到发作电力的燃料电池中时，它供给空前的功率一这些电化学反响堆从燃猜中所吸取的有用能量高达内燃机的两倍。
当人类步人21世纪，开端面对着巨大的动力压力。传统的动力（首要是不行再生的化石燃料）正
日趋干涸，过度依靠石油进口引起地缘政治不稳定并且化石燃料焚烧后排放的废气形成严峻的空气污染，乃至加快气候改变，因而要完成经济、社会的可持续开展，寻觅新的代替动力火烧眉毛。氢能作
为最洁净、高效的新动力，现已引起全国际的广泛重视。
燃料电池（FC）技能的一日千里使得氢能的梦想在21世纪开端变成实际。近年来，以氢为动力的
燃料电池轿车（FCV）得到了国际各国政府和企业的高度重视，并且取得了重大开展，估计在未来的5–10年内FCV将正式进人商场，以加氢站、输氢管道建造为标志的“氢经济”初露端倪。
二、燃料电池技概群轿车上的运用
FC是一种将贮存在燃料（氢）和氧化剂（氧）中的化学能经过电化学反响直接转化为电能的设备，其进程不触及焚烧，无机械损耗，能量转化率可高达80％，产品仅为电、热和水蒸气；并且FC运转平稳，无振荡和噪音，所以被以为是21世纪的绿色动力。
FC技能在轿车上的运用给轿车产业开展带来了革命性的打破，一起也推动了本身的开展。FC可以用作轿车的（辅佐）动力电源，也可以用作辅佐电源（APU）。
事实上，人们考虑更多的是FC电动轿车（FCEV），它不同于传统轿车，其动力来自FC，而不是内
燃机，可以削减燃料耗费，发作更少的污染物排放，当以氢作燃料时，能真实完成轿车的“零排放”，因而更契合人们的经济环保观念。此外，在能量耗尽后，FCEV不像传统的蓄电池电动轿车（BEV）那样需求长时间充电，而只需弥补燃料即可持续作业，这一点对轿车驾驶者来说尤为便利。
现在开发的FCEV首要用两种类型：纯燃料电池动力车和燃料电池一蓄电池混合动力车。纯燃料电池动力车选用大功率的FC仓库，以保证在没有后备蓄电池的情况下能供给发动、瞬时加快的动力；而燃料电池–蓄电池混合动力车以蓄电池为主动力，小功率的燃料电池用作续程器。
当FC用作APU时，轿车运用内燃机驱动，部分燃料经过FC更有效地转化为电能，它可以为汽
车辅佐设备供给满足的功率，使轿车变得更舒适、更环保、更安全。
轿车用FC研讨最多、最成功的是质子交流膜燃料电池(PEMFC)。PEMFC作为第五代FC，因为具有能量转化率高、低温发动、无电解质走漏等特色，被公以为最有期望成为电动轿车的抱负动力源。可是因为PEMFC需选用贵金属Pt作为电极催化剂，不只进步了本钱；并且约束了燃料只能选用纯氢，因为燃猜中的微量CO也可导致Pt中毒。关于甲醇、汽油等燃料，有必要经过重整纯化，然后增加了体系的复杂性。近年来，PEMFC技能取得了重大打破，燃料现已完成内重整，使得体系体积大为削减，有望进一步“减负”；更重要的是催化剂中pt载量大为下降，本钱问题有望得到处理，信任PEMFC轿车在不久的将来可以完成商业化。
在PEMFC的根底上，以甲醇代替纯氢直接作为燃料，可以大为简化体系，这种PEMFC称为直接甲醇燃料电池（DMFC）。DMFC具有体积小、分量轻、燃料来历丰厚、价格廉价、贮存携带便利等长处，是抱负的轿车动力源。关于DMFC而言，甲醇的阳极氧化缓慢及甲醇经过Nafion膜（全氟磺酸膜）的浸透所引起的阳极功能衰减是约束DMFC开展的首要问题。现在许多研讨人员正在开发新的代替Nafion膜的聚合物膜，也取得了很大的开展。进步甲醇氧化的催化剂活性，削减贵金属用量也是DMFC技能有用化的要害。专家们以为这项技能间隔有用化至少还需7年时刻。尽管如此，许多人仍把它作为FCV的首选技能进行开发和研讨。
固体氧化物燃料电池（SOFC）是一种全陶瓷结构FC，其能量转化功率最高，操作便利，无腐蚀，与PEMFC比较，燃料适用面广，不须用贵金属催化剂，并且不存在DMFC的液体燃料浸透问题。可是
SOFC受电解质所限，须高温（1000℃左右）作业，导致发动慢，这是SOFC在轿车上运用的丧命缺点。
跟着SOFC技能的开展，其操作温度降至700－800℃，与燃料的重整条件挨近，可以完成燃料的直接
内重整，不只下降了仓库本钱，并且简化了热办理，使体系变得更紧凑，现已被用作轿车的APU。最
近低温SOFC的研讨取得了打破a性开展，选用新式低温固体电解质和高活性的电极资料，使作业温度降至500℃以下，若将其再与蓄电池或超级电容器联用，就可以用作轿车的动力源。无论是从技能仍是从本钱来看，低温SOFC轿车都有期望与PEMFC轿车在未来的FCV商场上一较高下。
除了上述三种FC在轿车上有很好的运用远景，碱性燃料电池（AFC）和磷酸燃料电池（PAFC）这
两类最早开发的FC也被运用于轿车，现在均有相应的样车推出。可是在轿车上的运用并不老练，还有很多的技能问题有待处理，所以不为人们所重视。FC技能一日千里，新的FC将归纳各种现有FC技能的长处，有望开宣布功能更好、更有用的FCV。
三、燃料电池轿车的产业化远景
现在FCV的产业化至少有三大困难要战胜：
一是本钱问题。因为要用到贵金属Pt，因而本钱居高不下。现在石油比氢廉价得多，但跟着石油的削减，价格上升，再加上污染环境管理的本钱，氢就显得更经济。此外，批量出产FC，研发新的电池资料，可以进一步下降本钱。
二是氢源问题，包含氢的制备、贮存与运送。地球上的氢尽管蕴藏丰厚，可是不易直接取得。氢一般经过电解水获取；也可从石油、天然气和煤等化石燃猜中转化而得。可是从久远考虑，氢有必要经过可再生动力取得，如生物能、水电、太阳能、风能或地热能。关于FCV来说，提取氢燃料当然重要，但更重要的是怎么安全、有效地将氢贮存在轿车上。原则上，氢的贮存方法有3种：高压气态、低温液态和固态。固态氢是用金属及合金的氢化物吸附氢，就像海绵吸水相同，储氢功率很高，安全性好，是现在最抱负的储氢方法。
三是加氢站等根底设施缺少，这是困扰FCV产业化的最大妨碍。假如没有很多便利的加氢站，
FCV不行能正式走上高速公路，但假如没有很多的FCV所发作的需求，很多的加氢站又不行能呈现。要处理这一对立需求政府、社会、动力公司的方方面面的参加。政府部门要从方针上、资金上给予大力支持，鼓舞社会融资和企业出资，就有或许办妥根底设施建造。
假如处理了FCV面对的首要问题，FCV开端进人千家万户，那么咱们身边的社会将会发作巨大的改变。那时，咱们将看到曩昔喧闹、浑浊的高速公路上只要清洁环保的FCV奔跑的身影。
一起，与燃料电池相配套的工业也将迅速开展：轿车加油站将变为畅通无阻的加氢网；炼油厂不
再是抢手的轿车隶属工业，“炼”氢厂将扮演燃料出产的重要人物。FCV将不只是洁净未来和新式轿车经济的催化剂，一起也是全球氢经济的开展动力。
四、结语
FCV以其零尾气排放和对动力的独立性，完成了轿车工业长时间朝思暮想的方针，并向世人展现了其杰出的运用远景。我国传统轿车产业开展滞后，开展FCV是赶超国际轿车工业先进水平的仅有机
会。我国在FC技能开发上具有必定的优势，结合先进的轿车制作技能，争夺尽快将FCV推向商场，
信任在2008年北京奥运会上可以一睹国产FCV的风貌。
