启飞汽车

    燃料电池电动汽车有燃油汽车无法比拟的优势。但是, 由于燃料电池电动汽车的性能、成本及燃料的供给配套设施等问题还尚待解决, 因此完全替代燃油汽车还尚需时日。

1.燃料电池电动汽车的性能还有待提高

    与燃油汽车相比, 燃料电池电动汽车的动力性、耐久性、起动性能(起动时间及低温起动)、续驶里程等均需要提高。
    燃料电池是燃料电池电动汽车的核心部件, 必须要解决的问题是提高功率密度、耐久性和起动性能。
    重整器是确保燃料电池电动汽车能使用纯氢以外燃料的关键部件。提高重整器的工作可靠性、循环寿命、起动性和负荷响应性, 以及小型化和轻量化, 是燃料电池电动汽车必须要解决的问题。此外, 开发实用型的汽油重整器具有极为重要的意义, 因为当汽油重整器在燃料电池电动汽车上大规模使用时, 燃料电池电动汽车燃料供给的基础设施可以与燃油汽车共用。
    氢储存技术的提高是解决以纯氢为燃料的燃料电池电动汽车续驶里程问题的关键, 未来目标是一次加氢的续驶里程能达到500km以上。

2.制造成本和运行成本过高

    制造成本和运行成本过高是燃料电池电动汽车商用化的最大障碍, 而燃料电池电动汽车制造成本居高不下的最主要原因就是燃料电池价格昂贵。
    在燃料电池中, 无孔石墨双极板的成本(包括石墨板材料价格和加工费用)占了整个燃料电池系统成本的50%以上。无孔石墨板的优点是导电性好、质量轻、耐腐蚀, 其缺点是机械强度低, 不易加工且难以薄片化。如今世界上正在研究改用金属板或复合板作双电极, 这不仅可以降低材料费用, 而且可以减薄双极板、降低加工难度、实现大批量生产, 从而较大幅度地降低燃料电池的成本, 提高燃料电池的比功率。
    质子交换膜的费用也较高, 其成本在燃料电池系统中排第二位。目前广泛采用的质子交换膜的工作温度极限是85℃。为确保燃料电池正常工作, 就必须消耗燃料电池51%的能量,以移走燃料电池工作所产生的热量, 这就大大降低了燃料电池的比能量。提高质子交换膜材料的工作温度极限和降低膜的厚度, 是提高燃料电池的比能量, 降低成本的有效途径。
    催化剂铂是昂贵的金属, 减少其用量可有效降低燃料电池的成本, 但现在的燃料电池催化剂铂的用量已减至很低的水平, 因此, 单纯通过减少铂的用量来降低燃料电池的成本已较困难。提高铂的回收技术或寻求铂的替代品, 成了降低燃料电池成本最有效的措施。
    对氢燃料电池电动汽车而言, 氢气的制备、储藏和运输成本要远高于汽油和柴油, 因此燃料电池电动汽车的运行成本也较高。降低氢燃料的成本或研究与开发高效的汽油重整器,也是燃料电池电动汽车能被市场接受所要努力的方向。

3.燃料供给体系的建立尚需时日

    目前, 燃料电池电动汽车的燃料供给体系尚未建立, 加氢站、加甲醇站等基础网络设施建设几乎为零。截至2016年1月全球仅有214座加氢站投入运营。要使燃料电池电动汽车实现商用化, 氢燃料的供应及燃料供给基础设施建设必须同步进行。
    当大规模地使用燃料电池电动汽车时, 如何较为经济地获取氢, 就成了燃料电池电动汽车应用必须解决的首要问题。虽然通过重整技术可将天然气、汽油等转化为燃料电池所需的氢燃料, 但是这要消耗大量的能量, 且未能摆脱对有限资源的依赖, 也不能完全消除对环境的污染。通过热分解或电解的方法可从水中获取氢, 这虽然是一种取之不尽的制氢方法, 但需要消耗较多的能源, 不具备实用性。利用太阳能制氢是较有前途的制氢方法。太阳能发电后通过电解水制氢, 或利用太阳能直接分解水制氢等技术均处于研究与开发之中, 此外, 生物制氢技术也是获取氢源的有效途径。只有到了能以太阳能或其他再生能源获取廉价氢燃料的时候, 燃料电池电动汽车的燃料问题才能根本解决。
 

来源：数据来源于网络整理
 

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