鋰電世界 早在19世紀(jì)法國(guó)科幻小說鼻祖凡爾納的小說中，預(yù)想家們就預(yù)言，有朝一日社會(huì)將通過以氫為基礎(chǔ)的能源而被徹底改造。這種重量很輕的氣體是宇宙中最豐富的元素，它能夠從水中制成；它出奇地潔凈；燃燒時(shí)排放出基本上是新鮮的蒸汽。當(dāng)被輸人到產(chǎn)生電力的燃料電池中時(shí)，它提供空前的效率一這些電化學(xué)反應(yīng)堆從燃料中所攝取的有用能量高達(dá)內(nèi)燃機(jī)的兩倍。
當(dāng)人類步人21世紀(jì)，開始面臨著巨大的能源壓力。傳統(tǒng)的能源（主要是不可再生的化石燃料）正日趨枯竭，過度依賴石油進(jìn)口引起地緣政治不穩(wěn)定而且化石燃料燃燒后排放的廢氣造成嚴(yán)重的空氣污染，甚至加速氣候變化，因此要實(shí)現(xiàn)經(jīng)濟(jì)、社會(huì)的可持續(xù)發(fā)展，尋找新的替代能源迫在眉睫。氫能作為最潔凈、高效的新能源，已經(jīng)引起全世界的廣泛關(guān)注。
燃料電池（FC）技術(shù)的突飛猛進(jìn)使得氫能的夢(mèng)想在21世紀(jì)開始變成現(xiàn)實(shí)。近年來(lái)，以氫為動(dòng)力的燃料電池汽車（FCV）得到了世界各國(guó)政府和企業(yè)的高度重視，并且取得了重大進(jìn)展，預(yù)計(jì)在未來(lái)的5--10年內(nèi)FCV將正式進(jìn)人市場(chǎng)，以加氫站、輸氫管道建設(shè)為標(biāo)志的“氫經(jīng)濟(jì)”初露端倪。
二、燃料電池技概群汽車上的應(yīng)用
FC是一種將儲(chǔ)存在燃料（氫）和氧化劑（氧）中的化學(xué)能通過電化學(xué)反應(yīng)直接轉(zhuǎn)化為電能的裝置，其過程不涉及燃燒，無(wú)機(jī)械損耗，能量轉(zhuǎn)化率可高達(dá)80％，產(chǎn)物僅為電、熱和水蒸氣；而且FC運(yùn)行平穩(wěn)，無(wú)振動(dòng)和噪音，所以被認(rèn)為是21世紀(jì)的綠色能源。
FC技術(shù)在汽車上的應(yīng)用給汽車產(chǎn)業(yè)發(fā)展帶來(lái)了革命性的突破，同時(shí)也推動(dòng)了自身的發(fā)展。FC可以用作汽車的（輔助）動(dòng)力電源，也可以用作輔助電源（APU）。
事實(shí)上，人們考慮更多的是FC電動(dòng)汽車（FCEV），它不同于傳統(tǒng)汽車，其動(dòng)力來(lái)自FC，而不是內(nèi)燃機(jī)，可以減少燃料消耗，產(chǎn)生更少的污染物排放，當(dāng)以氫作燃料時(shí)，能真正實(shí)現(xiàn)汽車的“零排放”，因此更符合人們的經(jīng)濟(jì)環(huán)保觀念。此外，在能量耗盡后，F(xiàn)CEV不像傳統(tǒng)的蓄電池電動(dòng)汽車（BEV）那樣需要長(zhǎng)時(shí)間充電，而只需補(bǔ)充燃料即可繼續(xù)工作，這一點(diǎn)對(duì)汽車駕駛者來(lái)說尤為方便。
目前開發(fā)的FCEV主要用兩種類型：純?nèi)剂想姵貏?dòng)力車和燃料電池一蓄電池混合動(dòng)力車。純?nèi)剂想姵貏?dòng)力車采用大功率的FC堆棧，以確保在沒有后備蓄電池的情況下能提供啟動(dòng)、瞬時(shí)加速的動(dòng)力；而燃料電池--蓄電池混合動(dòng)力車以蓄電池為主動(dòng)力，小功率的燃料電池用作續(xù)程器。
當(dāng) FC用作 APU時(shí)，汽車使用內(nèi)燃機(jī)驅(qū)動(dòng)，部分燃料通過 FC更有效地轉(zhuǎn)化為電能，它可以為汽車輔助設(shè)備提供足夠的功率，使汽車變得更舒適、更環(huán)保、更安全。
汽車用 FC研究最多、最成功的是質(zhì)子交換膜燃料電池(PEMFC)。PEMFC作為第五代FC，由于具有能量轉(zhuǎn)化率高、低溫啟動(dòng)、無(wú)電解質(zhì)泄漏等特點(diǎn)，被公認(rèn)為最有希望成為電動(dòng)汽車的理想動(dòng)力源。但是由于PEMFC需采用貴金屬Pt作為電極催化劑，不僅提高了成本；而且限制了燃料只能采用純氫，因?yàn)槿剂现械奈⒘緾O也可導(dǎo)致Pt中毒。對(duì)于甲醇、汽油等燃料，必須經(jīng)過重整純化，從而增加了系統(tǒng)的復(fù)雜性。近年來(lái)，PEMFC技術(shù)取得了重大突破，燃料已經(jīng)實(shí)現(xiàn)內(nèi)重整，使得系統(tǒng)體積大為減少，有望進(jìn)一步“減負(fù)”；更重要的是催化劑中pt載量大為降低，成本問題有望得到解決，相信PEMFC汽車在不久的將來(lái)能夠?qū)崿F(xiàn)商業(yè)化。
燃料電池汽車未來(lái)“氫經(jīng)濟(jì)”的動(dòng)力
2012-08-09 瀏覽:1280