前景良好 氫燃料電池如何主宰未來

近年來，國家一直都在倡導新能源汽車，其中尤為關注的是以氫燃料電池為動力的新能源汽車。目前日本、韓國和美國等發達國家都將大型燃料電池的開發作為重點研究項目，企業界也紛紛斥以巨資，從事燃料電池技術的研究與開發， 現在已取了許多重要成果。

燃料電池堆棧作為一個化學反應池，其為關鍵的技術核心為“質子交換薄膜”。在這層薄膜的兩側緊貼著催化劑層，將氫氣分解為帶電離子狀態，因為氫分子體積小，攜帶電子的氫可以透過薄膜的微小孔洞游離到對面去，但是在攜帶電子的氫穿越這層薄膜孔洞的過程中，電子被從分子上剝離，只留下帶正電的氫質子通過薄膜到達另一端。氫質子被吸引到薄膜另一側的電極與氧分子結合。

薄膜兩側的電極板將氫氣拆分成氫離子正電和電子、將氧氣拆分 成氧原子以捕獲電子變為氧離子（負電），電子在電極板之間形成電流，2個氫離子和1個氧 離子結合成為水，水成為了該反應過程中的唯yi“廢料”。從本質來講整個運行過程就是發 電過程。隨著氧化反應的進行，電子不斷發生轉移就形成了驅動汽車所需的電流。

據國外xin統計，迄今為止推出的燃料電池汽車中，壓縮氫氣shou關注，這主要是因為這種車型的燃料供給在技術性上為簡單可行。各國外公司出產的 FCV（燃料電池車）從續駛里程、大時速，到燃油經濟性，乃至儲氫的壓力等方面，都取得了較大進展。

對于國內而言氫燃料內燃機的研究比較滯后。直到上世紀80年代，才涌現出了以浙大、天大等高等院校為主要代表的對氫內燃機的探索研究，而且研究工作主要針對的是混合燃料發動機，氫燃料通常作為輔助燃料與汽油、柴油等傳統燃料混合燃燒。

而對于氫燃料電池汽車的行駛成本來說，以豐田Mirai為例，實際上是比汽油更貴的。目前，氫燃料的售價約為9.12美元（約為63元人民幣）/千克，Mirai的儲氫罐可儲存5千克氫氣，加滿氫氣僅需3-5分鐘。以行駛482公里為例，所耗費的汽油價格約為47美元（約302元人民幣）、氫燃料則為57美元（約366元人民幣）。

總的來說我國對氫發動機的研究起步較晚，在關乎氫燃料發動機發展的眾多關鍵技術領域仍然處于空白階段或是剛剛起步的階段，如較大規模的制造氫能源、發動機增壓技術、氫氣的供給系統與系統的安全、發動機控制策略、污染物排放控制技術、綜合電子控制管理系統等等都存在不足。在研究的內容方面，絕大多數只是高等院校的理論性探索研究，在核心技術方面差距仍較大，整體的技術水平不高。