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氫燃料電池——風景很美距離還遠
   當采訪完國內外燃料電池領域的幾位專家后，記者感慨，燃料電池就像高高屹立在青藏高原上的珠穆朗瑪峰，無論從哪個角度看，風景都很美，但離我們很遙遠。

迄今為止，珠穆朗瑪峰僅有為數不多的職業登山家成功登頂，大多數人無法攀登，這與氫燃料電池汽車很相似。目前，各國僅推出少量車型用于研究、驗證或者局部使用，廣大消費者還不能方便地享用。

應用前景很誘人

科學家很早就發現了燃料電池的技術原理，當時，這一發現囿于諸多限制因素沒有引起大家的足夠重視。近年來，隨著空氣污染加劇、石油資源日益減少，燃料電池汽車引起了廣泛關注。

燃料電池根據電解質不同，可分為堿性燃料電池(AFC)、磷酸型燃料電池(PAFC)、熔融碳酸鹽型燃料電池(MCFC)、質子交換膜燃料電池(PEMFC)、固體氧化物燃料電池(SOFC)和直接甲醇燃料電池(DMFC)等幾種。車用燃料電池大多采用質子交換膜燃料電池。

燃料電池優勢非常突出。同濟大學張智明博士說：“目前為止，還沒有哪一項能源生成技術像燃料電池那樣將諸多優點集于一身。”

燃料電池具有較高的能效。燃料電池將化學能直接轉換為電能，不會因為燃燒作用產生大量廢氣與廢熱，能量轉換率約為傳統內燃機的3倍以上。目前，直接使用氫氣的系統效率超過50%，如果將燃料電池排放的廢熱加以回收利用，能量利用率超過85%。而傳統內燃機的熱效率大約為20%~30%。

燃料電池具有環境親和性。部分燃料電池會排放二氧化碳，但遠低于燃燒汽油的排放量(約為其1/6)。氫燃料電池尾氣排放只有水，真正做到了無污染，無溫室氣體排放。

燃料電池還有無火花、低噪聲、無廢棄物處理問題、高機動性等特點。目前，燃料電池的能量密度已從早期50～80Wh/kg提高到3000Wh/kg，比鋰離子電池高出許多倍。

燃料電池汽車的續駛里程不低于傳統燃油汽車。國外相關機構研究表明，一加侖汽油與一公斤氫氣行駛里程相當。

燃料電池的氫來源廣泛，成本也較低，據介紹，天然氣、甲醇制解、水電解等都可以制造氫氣，許多化工企業生產過程中會產生大量氫氣，完全可以回收利用。華南理工大學教授廖世軍說：“用天然氣制氫，大約每立方米花費3元，電解水制氫，每立方米大約需要4度電。”

推廣難題多

燃料電池優點突出，缺點也很明顯，推廣使用還有很多難題需要解決
燃料電池的成本非常高。廖世軍告訴記者，質子交換膜和鉑催化劑均為昂貴材料，導致每輛車成本大約為150萬~200萬元人民幣。同濟大學張智明博士向記者提供了幾個數字，質子交換隔膜的價格大約為每平方米300美元，約占成本的35%，PEMFC中每平方厘米鉑催化劑含量約為0.5毫克，約占成本40%。

氫燃料電池的安全成本比較高。目前，加氫站普遍采用低壓取氫、高壓注入方法。壓力為35MPa或者70MPa，這對儲氫罐提出了很高的安全要求。一位國外燃料電池專家告訴記者，有些跨國汽車企業采用鋁合金和碳纖維制造儲氫罐，比一般氫氣瓶成本高很多。加氫站安全要求很高，加氫站的建設成本也非常高。氫氣運輸也是人們不得不考慮的因素。

燃料電池汽車原理很簡單，但幾位專家都告訴記者，真正投入到實際運用中，燃料電池汽車的系統非常復雜，這導致其制造和維修保養成本比較高。

燃料電池存在壽命問題。幾位專家均告訴記者，如果氫氣純度不高，鉑催化劑會中毒。為了保證使用壽命，氫燃料電池均使用高純度氫氣，據介紹，氫氣純度一般要求達到99.99%，有些要求達到99.9999%。一般工業制氫純度為99%，每提高一個數量級，成本增加很多。另外，燃料電池汽車頻繁起停也會大大縮短壽命。

各國努力研發新技術

最新數據顯示，未來10年內，全球燃料汽車市場份額將高達1800億元，各國加緊研發新技術，新材料，搶占未來汽車市場的主導權。

各國在燃料電池上的研發主要集中于降低鉑催化劑用量;增強催化劑穩定性;開發更便宜的質子交換膜;提高膜電極性能;優化燃料電池系統;燃料電池水管理和熱管理;提高燃料電池系統的效率和壽命等。

張智明說：“國外有些燃料電池鉑含量降低為0.18g/cm2，成本大大降低。”

清華大學教授李建秋說：“2011年，燃料電池成本達到49美元/Kw，預計2017年將達到30美元/Kw。”

廖世軍說：“燃料電池壽命目標是1萬小時，現在有些國家已經超過。”