氢燃料电池技术及其在汽车领域的应用现状

雷芝 吴梅

摘 要：随着时代发展，氢燃料电池的应用越来越广泛，而燃料电池的技术发展也越来越迅速，为人类生活提供了极大的便利。随着国内外的氢燃料电池技术的逐渐成熟，应用现代的科技技术开发的氢燃料的电池汽车已经得到了大量的应用，在全球形成了疯狂的购买热潮。随着时代的进步，人们对于氢燃料电池的认识不断地加深，随着氢燃料电池在汽车应用领域的关键技术被突破，世界将真正的进入氢燃料汽车的时代。

关键词：氢燃料电池;技术发展;应用现状

0 引言

火力、水力以及原子核能被称为发电体系建设的3大发电体系，而继火力、水力以及原子核能之后，氢燃料电池也被公认为是第四大发电体系[1]。早在上个世纪的60年代，人类就成功的将氢燃料电池应用到了世界航空事业，推动了航天事业的伟大进步。随着人类对氢燃料技术的不断地掌握和认识，70年代后人类就掌握了制造氢燃料的技术，这为氢燃料在其他领域的应用奠定了基础。随着氢燃料的使用的范围不断地扩大，很快就出现在了汽车行业的发展之中，国内的氢燃料技术也因此得到了快速的发展。在汽车领域，人们利用氢燃料技术将强燃料的电池应用到各类的汽车之中，包括小汽车、客车、大型卡车等，这些方面的应用也让人们见识到了氢燃料电池的强大功能。如今，燃料电池的发展越来越快，其被认为是新世纪最有潜力的发动机能源替代品，而在全世界范围内，氢燃料在汽车方面的应用也逐步的走向商品化的道路。

1 氢燃料电池的特点

氢燃料电池是一种新型的能源装置，是利用氧气和氢气的化学反应最终产生电能的一种装置，目前，在世界各种各类的发电装置中，氢燃料是利用效率最高的能力转化的系统。而且，氢燃料电池还具备其他能源装置不具备的特点。除了和水力等相同的洁净无污染的特点之外，氢燃料的主要优势是其对于发动机的启动的速度快，产生的噪音十分小，而且氢燃料电池的模板结构的可调整性强，装置可以根据具体的需要进行大小之间的调整。相对于其他的能源装置，氢燃料更加的得到了现代人的青睐，随着未来技术的不断发展，氢燃料在各类的应用中将会越来越广，对于社会的推动也将发挥巨大的作用。

2 国外对于氢燃料电池技术及其在汽车领域的应用现状

美国在上个世纪90年代就开始了新型燃料汽车的研制，1993年，世界上第一辆燃料电池汽车在加拿大公司进行理论展示，为世界燃料汽车的发展拉开了序幕。在这之后，德国也开始就能行了自己的燃料汽车的制造，随后。燃料汽车的研究浪潮兴起，随着相应的技术被一个个不断突破，燃料汽车在制造方面取得了巨大的进步。1997年，北美的燃料公共汽车开始真正的投入到市场之中开始使用，宣告着燃料汽车的正式使用，这对于世界燃料汽车的发展具有历史性的意义。2004年，新型燃料汽車开始进一步的商业化，相关的制造产品燃料电池车成功的在悉尼奥运会上进行了使用。2005年之后，美国开始大量的生产汽油燃料的电池汽车，并且提出到2010年之后，燃料汽车在汽车的销售市场上的比例至少要达到25%以上，并且开始进行了甲醇燃料电池的实验。

在技术的发展方面，国外的速度也是非常快，吴坤泽利用特殊的氢气的吸收技术还是甲醇的转化和汽油的重新整合技术，国外都取得长足的发展，为了进一步降低燃料电池的成本，国外进行了低温供电技术的研究，利用高燃料电池的功率输出技术进一步加大电力的供应，极大地降低了燃料电池的使用成本，将燃料电池的使用费用从400美元降低到了50美元，这是燃料电池发展中的重大突破。

90年代之后，汽车的燃料的变化十分明显，1994年，汽车主要的燃料为压缩氢气，1996年，汽车的主要燃料依旧是压缩氢气，但是1997年之后，汽车的能源使用开始变化，主要为重整之后的甲醇，1999年之后，汽车燃料由甲醇变为了液氢，这是人类汽车历史上的重大进步，因为液氢汽车的动力十分足，对于汽车的快速启动和加速方面的发展起到了巨大作用。从那时起，电池汽车开始出现，99年之后，压缩氢气的使用不断增多，汽油汽车开始出现，世界汽车的发展开始规模化。

3 我国的氢燃料电池技术的发展及应用现状

我国对于燃料电池的研究要追溯到1958年之后了。58年之后，我国的燃料电池的研究开始起步，刚开始的相关研究由天津的能源研究所主要进行。70年代，由于我国航天事业的需要，大储存量的能源电池开始被研究制作，93年，我国开始进行甲醇质子的交换电池的研究，经过不断地努力，终于在各个方面取得了巨大的进步。整体而言，我国的燃料电池的研究虽然起步比较晚，但是发展速度却远远超过了国外，在对于燃料电池的使用方面也进行了比较快，尤其是在航天事业中的应用，我们在全世界都走在前列，成为了其他国家学习的榜样。

从我国氢燃料电池的发展情况看，我们距离发达国家还是有一定的差距，主要体现在以下方面：

（1）在能源汽车的投入不够，不利于燃料电池汽车结构的进一步优化，不利于相关研究的实质性的发展;

（2）燃料电池的质子膜依旧需要进行进口，对于相关的核心技术还没有真正的掌握，这对于我国氢燃料电池汽车的发展是一个巨大的隐患;

（3）在氢燃料电池的使用功率上还没有进行过大功率汽车的相关制造，而且能量的密度方面的使用效果还有待提高，需要逐渐的满足目前人们的需要，这一方面距离发达国家还需要进一步的加强;

（4）汽车发动机的冷却系统的设计优化不足，对于发动机的冷却的介质研究必须加强，发动机绝缘程度需要进一步的完善提高;

（5）燃料电池在使用过程中的智能化需要进一步的提升，需要进一步依据人们的具体需求而进行一定的改装优化，促进相关技术的进一步发展。

4 结束语

目前，燃料电池技术已经在世界上取得了一定的突破，在燃料电池汽车的价格方面和性能方面，相对于之前已经取得了巨大的提升。目前，我国必须紧紧抓住目前在燃料电池使用中的主要问题，根据具体情况进行相应的研究，争取尽早打破国外对于相关技术的垄断，真正的制造出属于我国自己的新能源的汽车。随着技术的不断突破，氢燃料电池能源的产品一定会越来越普遍，未来氢能源的汽车时代一定会到来。

参考文献：

[1]孙逢春，孙立清，白文杰.氢燃料电池技术及其在汽车领域的应用现状[C].中国太阳能学会.中国太阳能学会2001年学术会议论文摘要集.中国太阳能学会：中国太阳能学会，2001：253.