燃料电池汽车的发展与展望

青岛交通职业学校/王丽敏

燃料电池汽车将燃料电池中氢气和氧气进行化学作用，反应过程中产生的能量能直接转化成汽车所需的稳定的电能，一直到燃料耗尽为止；其化学反应结束生成物只有水，没有其他污染物产生。因此燃料电池汽车的绿色环保、续驶里程长等优势让全世界对其充满憧憬，让我们一起期待燃料电池汽车的发展和未来，希望它终有一天可以取代目前的内燃机引擎。

一、燃料电池汽车的发展

燃料电池是由英国科学家William Grove 在1839 年推想将氧和氢反应就有可能产生电并实验验证成功的；历史上第一辆配有燃料电池汽车是1970 年由Karl Kordesch 改装的配有碱性燃料电池的Austin A40，车顶安装有压缩氢气的储液罐。

表1

表2

表3

世界上很多公司真正研究发展燃料电池汽车是从20世纪90年代开始的，在美国的引领下，各个国家争相研发燃料电池汽车，由于技术难题，燃料电池输出功率、发电效率、体积、使用寿命等性能参数都远远比不上当时的内燃机，虽未能实现产业化，但是意义重大。他们研发成功第一辆原型燃料汽车的时间和配置分别如表1 和表2 所示。

1.欧美国家汽车公司第一辆原型燃料汽车（如表1 所示）

2.日韩国家汽车公司第一辆原型燃料汽车（如表2 所示）

3.我国第一辆原型燃料汽车

我国第一辆燃料电池汽车是在2003 年，同济大学万钢教授带领研发团队成功研制出中国第一辆燃料电池轿车——“超越号”，并开始示范运行。该车搭载了国内自主研制的30kW 质子交换膜燃料电池，采用高压氢气作为燃料。

2005 年～2012 年，各国企业在这7 年的时间里攻克了燃料汽车功率小以及低温存储难于启动的难题，满足了车用要求。燃料电池比功率达到了2kW/L，在-30℃也能储存和启动。

2012 年～2018 年，这 一 阶 段 燃料电池性能进一步提升，燃料电池汽车也终于得以商业化。现代Tucson FCV 以及丰田Mirai 两款燃料电池车型于2014 年率先实现了量产并推向市场，真正把人们带进了燃料电池汽车的新时代。

到2018 年10 月，我国燃料电池汽车增至货车20 款、客车50 款，加氢站共建有17 座，其中武汉和如皋两座加氢站日加氢能力达到2000kg/天。技术领域方面与国外有较大差距，如关键材料的批量生产，附件需要进口，电池续航能力、寿命、温度适应性等。

二、燃料电池汽车展望

燃料汽车性能现已达到传统汽车水平，其产业化的关键问题是进一步建立生产线、降低成本和加氢站的建设。IEA（国际能源署）预测，到2030年氢燃料电池汽车成本将比目前分别下降44%，2050年，氢燃料电池汽车成本将比目前分别下降55%，接近燃油汽车成本。2030年，全球氢燃料电池汽车将占全部汽车产量的3%，2050年提高到15%左右，超过3亿辆氢燃料汽车投运。各国建设情况如表3所示。

在燃料电池汽车方面，虽然美国起步早，基础建设完整，德国、日韩的技术较为领先，但中国规模较大，在成本方面有更大的下降空间，所以从长期看，中国燃料电池汽车产业具有一定优势。我们期待燃料电池汽车技术的发展，想象我们驾驶着爱车，不再担心污染，头顶着白云蓝天，心安理得地畅行，心情是多么惬意！