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四、结语 FCV以其零尾气排放和对能源的独立性，实现了汽车工业长期梦寐以求的目标，并向世人展示了其良好的应用前景。我国传统汽车产业发展滞后，发展FCV是赶超世界汽车工业先进水平的唯一机 会。我国在FC技术开发上拥有一定的优势，结合先进的汽车制造技术，争取尽快将FCV推向市场， 相信在2008年北京奥运会上能够一睹国产FCV的风采。 燃料电池车的工作原理 燃料电池的能量转换效率极高。燃料电池不经历热机过程，不受热力循环限制、故能量转换效率高，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。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。 另一方面，近年来燃料电池技术的迅速发展也为燃料电池运用于汽车创造了条件。由于技术的进步，燃料电池的功率密度不断提高，电池组的输出功率不断增大，而电池的体积和成本却明显降低。 许多大公司只所以对燃料电池感兴趣，还因为内燃机技术的发展已几乎走到了尽头。随着汽车尾气排放标准的日益严格，要从内燃机的设计上找到突破口已经很困难了，而且势必会大大增加内燃机的成本。经过了一百多年，燃料技术的发展几乎达到了极限。 燃料电池的另外一个吸引人的地方在于它将取代蓄电池用于电动汽车。由蓄电池驱动的电动汽车虽然摆脱了马达的轰鸣，可以无任何噪音地行驶，但它有一个致命的弱点，那就是充一次电的行程有限。 要增大电动汽车的行程，一种方法就是携带燃料并能车载发电。这样就出现了所谓的混合动力汽车。它使用一种小型内燃机所驱动，在加速时由一组蓄电池提供辅 助动力，在刹车时还可回收制动力。混合动力汽车由于结合了电动和机械驱动两套装置，因而结构复杂，成本也高。与蓄电池电动汽车和混合动力汽车不同的是，燃 料电池汽车可以车载发电。只要带上足够的燃料，它可以把您送到任何想去的地方。 燃料电池的最佳选择 燃料电池的燃料的氢气、甲醇和汽油三种。根据燃料电池的发电原理，氢气是最理想的燃料。一是氢气可以直接参与电化学反应；二是氢气燃料电池的产物中只有 洁净的水蒸汽，对环境不会造成任何污染。要将氢气作为燃料电池汽车的燃料，问题就远非这么简单了。以氢气为燃料，必须解决以下两个问题：一是如何经济地获 取纯氢天然气等传统的化石燃料，通过重整或改质技术转化而来。这样一来，氢作为二次能源，它的制取不仅要消耗大量的能量，而且并没有从根本上摆脱对化石能 的依赖，也没有从根本上消除对环境的污染。自然界中，氢能大量存储在水中，虽然取之不尽，但直接使用热分解或是电解的办法从水中制氢、显然不划算。因此多 数科学家都将目光转向了利用太阳能，但是目前还存在许多技术障碍。目前，他们正在进行太阳能分解水制氢。太阳能发电电解水制氢、阳光催化光解水制氢、太阳 能生物制氢等方面的研究。只有到了能以再生性能源廉价地生产出氢燃料，氢燃料电池民汽车的燃料问题才算获得了根本性解决。 氢燃料电 池 汽车的应用面临的第二个问题便是如何为燃料电池供应燃料。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贮存的氢，只能 供燃料电池汽车行驶150km，这还不如目前最好的蓄电池驱动的汽车。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，都有可能造成极度为可怕 的后果。而在零253℃的条件下贮存液氢的深度致冷技术对于大众市场来说，目前还很不成熟。就全球来说，目前能够加液氢的深度致冷技术对于大众市场来说， 目前还很不成熟。就全球来说，上前能够加液氢的深度致冷技术对于大众市场来说，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。可喜的 是，储氢材料的开发忆取得令人鼓舞的进展。据报道，一种具有复杂的纳米结构的石墨纤维，其单位重量可以吸收20%的氢气。 燃料电池 种 类繁多，其性质和荼温度范围随所用的电解质的性质而异，对于汽车用燃料电池，质子交换膜燃料电池（PEMFC）最为适合。它的结构紧凑，工作温度低（只有 80℃），启动迅速，功率密度高，工作寿命长。PEMFC的核心是一涂有铂催化剂的弹性塑料膜。铂催化剂把氢气转化为质子和电子，只有质子可以通过电解质 膜，与膜另一侧的氧结合生成水，而电子在闭合的外电路中形成电流。PEMFC早在20世纪60年代就用在双子星宇宙飞船中作备用电源。由于其输出的电流太 小而且造价地高，限制了它的商业应用，更不用说用来驱动汽车了。80年代晚期，洛斯阿拉莫斯国家实验室的研究人员对催化剂做了大量改进，使铂的用量减少了 90%。全球领先的燃料电池开发商，加拿大的巴拉德动力系统公司通过改进电解质膜，使电池的能量密度成倍增加，这是其它燃料电池所无可比拟的。 (责任编辑：laiquliu) |
