燃料电池汽车优缺点

摘要：什么是燃料电池汽车？燃料电池汽车优缺点有哪些？氢燃料汽车是指以氢为主要能量驱动的汽车。一般汽车使用汽油或柴油作为内燃机的燃料，而氢燃料汽车则使用气体氢作为内燃机的燃料。氢燃料电池汽车也可以算作电动汽车，但你可以在五分钟内给电池灌满燃料，而不是等上几个小时来充满电。

燃料电池汽车是什么？

燃料电池汽车也是电动汽车，只不过“电池”是氢氧混合燃料电池。和普通化学电池相比，燃料电池可以补充燃料，通常是补充氢气。一些燃料电池能使用甲烷和汽油作为燃料，但通常是限制在电厂和叉车等工业领域使用。

和普通电池一样，燃料电池由阳极、阴极和电解质组成。大部分燃料电池汽车如Mirai或本田的FCX Clarity使用聚合物交换膜燃料电池(PEMFC)。在这一系统中，氢气受压通过铂催化剂，分解成两个氢离子和两个电子。这些电子会驱动汽车的电动机，而氢离子会和氧气结合成水，以蒸汽“废气”的形式排出。通过将这些电池堆叠在一起，就能为汽车提供足够电力。

哪些厂商在制造燃料电池汽车呢？韩国现代在今年夏天推出了Tucson燃料电池汽车，租期三年，每月需付费499美元，并计划今年在南加州销售60辆Tucson。上文提到的丰田Mirai会在明年上市（出租价格每月499美元，从加州开始）；本田的燃料电池汽车会在2016年上市（本田最近终止了FCX Clarity项目，但在2008年至2014年间出租了45辆）；宝马很快就会宣布一款燃料电池驱动的原型车，并同意与丰田共享技术；包括通用汽车在内的其他汽车制造商也在测试燃料电池汽车。

燃料电池汽车优缺点：

（1）优点

与传统汽车、纯电动汽车技术相比，燃料电池电动汽车具有以下优点。

①零排放或近似零排放，绿色环保。与传统汽车相比既减少了机油泄漏带来的水污染，又降低了温室气体的排放。

②能量转换效率高，节约能源。燃料电池的能量转换效率极高，燃料电池的化学能转换效率在理论上可达100%，实际效率已达60%～80%，是普通内燃机热效率的2～3倍（汽油机和柴油机汽车整车效率分别为16%-18%和22%～24%）。因此，从节约能源的角度来看，燃料电池汽车明显优于使用内燃机的普通汽车。

③燃料多样化，优化了能源消耗结构。减少了对石油资源的依赖，优化了交通能源的构成。

④续驶里程长，性能优于其他电池的电动汽车。采用燃料电池发电系统作为能量源，克服了纯电动汽车续驶里程短的缺点，其长途行驶能力及动力性已经接近于传统汽车。燃料电池电动汽车在成本和整体性能上（特别是行程和补充燃料时间上）明显优于其他电池的电动汽车。

⑤过载能力强。燃料电池除了在较宽的工作范周内具有较高的工作效率外，其短时过载能力可达额定功率的200%或更大，更适合于汽车的加速、爬坡等工况．燃料电池的短时过载能力可达200%的额定功率。

⑥运行平稳、低噪声燃料电池属于静态能量转换装置，除了空气压缩机和冷却系统以外无其他运动部件，因此与内燃机汽车相比，摆脱了马达的轰鸣，运行过程中噪声和振动都较小。

（2）缺点

①燃料电池汽车的制造成本和使用成本过高。

②启动时间长，系统抗震能力还需提高。

③经济且无污染地获取纯氢燃料还存在技术难点。

④氢燃料电池汽车燃料的供应还有大量的技术问题有待解决。通常氢能以三种状态存储和运输：高压气态、液态和氢化物形态。用常用的压缩气体罐储存的氢，只能供燃料电池汽车行驶150km，续驶里程太短，还不如蓄电池驱动的汽车。由于氢气是最小的分子，很容易造成泄漏。哪怕是微量的泄漏，都有可能造成极度可怕的后果。而在-253℃的条件下储存液氢的深度制冷技术目前还很不成熟．就全球来说，目前能够加液氢的加氢站也没有几家。值得欣慰的是，储氢材料的开发已取得了一定的进展。

⑤供应燃料辅助设备复杂，且质量和体积较大在以甲醇或者汽油为燃料的FCEV中，经重整器出来的“粗氢气”含有使催化剂“中毒”失效的少量有害气体，必须采用相应的净化装置进行处理，增加了结构和工艺的复杂性，并使系统变得笨重。

⑦加氢站等基础网络设施建设几乎为零，目前全球范围内投入使用的加氢站仅有100多家，且大部分是用于实验用途的。