使用氫燃料電池電動(dòng)汽車的關(guān)鍵在于其動(dòng)力源氫燃料電池幾乎完美且非常理想的工作原理和機(jī)制，它們名義上被稱為“電池”，但本質(zhì)上是一種基于化學(xué)原理的發(fā)電機(jī)，通過將氫氣作為“燃料”與空氣中的氧化劑反應(yīng)將化學(xué)能轉(zhuǎn)化為電能，即氫氣發(fā)生器。

早期，氫燃料電池主要用于航空航天和軍事目的。后來，鑒于其巨大的潛在優(yōu)勢，并針對交通運(yùn)輸中日益嚴(yán)重的環(huán)境污染，對其在汽車動(dòng)力裝置中的應(yīng)用進(jìn)行了研究。當(dāng)今世界，氫燃料電池技術(shù)突飛猛進(jìn)，成果顯著，發(fā)展前景廣闊。在電動(dòng)汽車的關(guān)鍵技術(shù)障礙仍在長期燃燒汽車的情況下，氫燃料電池確實(shí)給人們帶來了一種希望。

經(jīng)過多年在世界汽車行業(yè)嘗試各種新能源汽車技術(shù)選擇，一些學(xué)術(shù)界人士斷言，氫燃料電池很可能是世界汽車的最終目標(biāo)，也是新能源汽車的最終解決方案，因?yàn)樗哂凶吭降沫h(huán)境友好性和高能效。

 

氫燃料電池汽車的主要優(yōu)勢

 

基本優(yōu)勢

非常環(huán)保。以豐田MIRAI為例，它在駕駛過程中只排放純水，沒有其他有害物質(zhì)。此外，雙碳政策、全球環(huán)境衛(wèi)生要求和異常氣候變化促使我們將注意力集中在氫燃料電池上開發(fā)新能源汽車，而氫燃料電池最終對氫燃料電池突出的環(huán)境友好性更為重要。但也因?yàn)槟壳斑€沒有很多加氫站和氫能源汽車，而且成本仍然很高。

 

 

能源效率特別高。就氫燃料電池的工作原理而言，他在不經(jīng)過熱機(jī)過程的情況下發(fā)電，不受熱循環(huán)的影響，基本上沒有熱量釋放或熱能損失。結(jié)果，能量轉(zhuǎn)換效率可以達(dá)到60%或70%甚至更高。氫能資源豐富。氫在地球上也無處不在，有豐富的資源和多種生產(chǎn)方式。

就可用于實(shí)現(xiàn)這一目標(biāo)的技術(shù)手段而言，氫氣可以通過清潔可再生能源（包括風(fēng)能和太陽能）電解水來生產(chǎn)，也可以通過利用光直接生產(chǎn)氫氣來生產(chǎn)。

氫燃料電池具有高水平的乘坐舒適性。與傳統(tǒng)汽車相比，燃料電池汽車的動(dòng)力總成不存在機(jī)械振動(dòng)和熱輻射問題，這不僅確保了車輛相關(guān)部件的使用壽命更長、可靠性更高，還確保了車輛的平穩(wěn)運(yùn)行。

 

與純電動(dòng)汽車相比的獨(dú)特優(yōu)勢

基于燃料電池科學(xué)合理的工作原理，氫燃料電池從根本上避免了純電動(dòng)汽車的一些主要缺陷，如續(xù)航里程限制和容易發(fā)燒的安全隱患。小范圍限制。燃料電池汽車所謂的“電池”只發(fā)電，不儲(chǔ)存。相反，只要?dú)錃獠粩喙?yīng)給氫燃料電池，驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)就可以獲得足夠的電力來驅(qū)動(dòng)汽車。

氫能的密度大約是天然氣和柴油的2-3倍，是電動(dòng)汽車鋰離子電池的10倍。5公斤的儲(chǔ)氫量可以支撐400公里的氫燃料電池，而同樣里程的純電動(dòng)汽車的電池重量為半噸。氫燃料電池是安全和環(huán)保的。氫燃料電池由一個(gè)夾在極板中間的薄鋰電池隔板組成。理論上，氫燃料電池在實(shí)踐中的最高溫度不會(huì)超過100攝氏度，而且隨著電池冷卻，溫度會(huì)更低。

 

 

關(guān)于氫燃料電池在其整個(gè)生命周期中對環(huán)境的影響，作為一個(gè)整體，組成材料基本上是無毒的，在其制備、使用和回收過程中不存在任何環(huán)境污染的問題。

 

氫燃料電池發(fā)展的難點(diǎn)

盡管存在上述諸多優(yōu)勢，但氫燃料電池畢竟是一種完全創(chuàng)新和革命性的技術(shù)產(chǎn)品，不可避免地會(huì)存在缺陷和需要改進(jìn)的地方。

 

氫燃料電池發(fā)動(dòng)機(jī)的技術(shù)性能需要顯著提高

早期，氫燃料電池電池發(fā)動(dòng)機(jī)的技術(shù)性能較差，需要大幅改進(jìn)才能滿足實(shí)際要求，主要從以下幾個(gè)方面著手。

首先，氫燃料電池的功率密度低，整個(gè)氫燃料電池發(fā)動(dòng)機(jī)的功率輸出有限。

其次，氫燃料電池發(fā)動(dòng)機(jī)的耐久性較差。初步階段，國際上氫燃料電池發(fā)動(dòng)機(jī)的使用壽命一般不超過3000小時(shí)，2020年的目標(biāo)是5000小時(shí)，與實(shí)際應(yīng)用差距不小。

 

 

再次，氫燃料電池發(fā)動(dòng)機(jī)的環(huán)境適應(yīng)性較差，尤其是在低溫下，這使得啟動(dòng)更加困難，并降低了續(xù)航里程。

 

系統(tǒng)可靠性要求高

為了使氫燃料電池發(fā)動(dòng)機(jī)具有足夠大的功率輸出，需要將數(shù)百個(gè)單獨(dú)的氫燃料電池集成在一起，形成一個(gè)燃料電池組，這不僅要求每個(gè)部件事先具有一致的質(zhì)量，而且在不允許出現(xiàn)錯(cuò)誤的情況下，還需要并聯(lián)與串聯(lián)的電池。

 

結(jié)論

2022年3月，中國發(fā)布了一份關(guān)于氫燃料電池能源作為戰(zhàn)略發(fā)展重點(diǎn)的報(bào)告，地方政府積極回應(yīng)，多地出臺(tái)了氫燃料電池和需要突破的八個(gè)核心部件的補(bǔ)貼方案。資本投資和并購交易主要集中在氫燃料電池、發(fā)電堆、膜電極和質(zhì)子交換膜上。