文档介绍：64 SAE-C2003P014 中国汽车工程学会 2003 学术年会
燃料电池发展浅谈
秦小奎马勇
郑州宇通客车股份有限公司郑州宇通工业园
[摘要] 本篇文章收集调研了当前国内外从事燃料电池及燃料电池电动车公司或科研机构的大量资料、信息。
分析了上世纪 90 年代以来世界燃料电池电动车的研制开发背景、现状及将来发展趋势,综合介绍了燃料电池的
工作原理、结构特点、优缺点、研制动向,并对国内外汽车公司的燃料电池电动车的研制现状、技术难点、发展
趋势、市场预测及竞争的态势作了客观的介绍,供业内人士参考。
关键词:汽车燃料电池催化剂混合动力汽车清洁无污染
前言
减少大气污染、改善人类生态环境、节省石油资源是本世纪初的三大难题。石油资源紧缺曾经是制约
中国轿车工业发展,尤其是轿车进入家庭的重要因素。但是环顾世界各工业,并没有因为担心有朝一日石
油资源将会枯竭而限制汽车的生产和使用。当然,能源压力是有的,推动世界汽车业主要在开发汽车的替
代燃料和节能两个方向下工夫, 替代燃料还包括液化石油气、压缩天然气、甲醇和电能。不过最新的技术
当属氢动力车。这项技术从 20 世纪 60 年代登月后第一次使用,它将氢气和氧气混合在一起制造出电力驱
动汽车。它绝对不会破坏环境,它的副产品只是热量和纯净的水,宇航员都可以喝。2000 年秋季,在交通
部北京试车场,通用公司展示了一辆 HyWire 燃料电池动力车。它以中国火箭研究院提供的液态氢作燃料。
氢与空气中的氧分别进入燃料电池的两端,氢氧渴望化合,中间却隔着极薄的电解膜。氢的电子被电解膜
阻隔,收集起来成为电能驱动电动机;质子却可以通过电解膜与氧化合为水,故排放污染为零。试验车没
有噪声,动力充足,时速 140 公里。氢动力车关键的技术在燃料电池的体积,德国奔驰第一代燃料电池车,
当时燃料电池几乎充满一个旅行车的车厢。现在已经小到可以藏在轿车的座椅下了。汽车是上述三大难题
的始作俑者,据介绍全球大气污染的近一半是由于汽车造成的,全球以上的石油资源被汽车消耗。汽
车的排放物被认为是全球温室效应的第三大制造者,它导致了全球变暖,政府认为现在迫切需要鼓励发展
更为清洁的汽车。节能、高效、低污染的燃料电池,是解决上述三大难题的最理想的动力源,它将成为第
三代动力源(第一代蒸汽机,第二代内燃机)。它的成功将会是汽车工业的又一次重大变革,也将带来下
一个工业革命。所以研究开发燃料电池电动车具有战略意义。因此受到世界发达国家的高度重视,投入了
大量人力物力进行研究开发并取的了很大的进展。
什么是燃料电池(Fuel Cell)
燃料电池是一种化学电池,但是,它工作时需要连续地向其供给活物质(能起反应的物质)——燃料和
氧化剂,这又和其他普通化学电池不大一样。由于它是把燃料通过化学反应释放出的能量转变为电能输出,
所以才被称为燃料电池。具体来说,燃料电池是一种将储存在燃料和氧化剂中的化学能,通过催化剂的作
用,使氢与氧发生化学反应,等温、高效、无污染地转化为电能的发电装置,其反应过程不涉及到燃烧,
能量转化率可高达 80%,实际使用效率是普通内燃机的2倍以上。其燃料除氢气、石油外,还可使用天然
气、甲醇、煤以及其它非石油基燃料,由于汽油中含有大量氢,世