燃料電池汽車 | 了解燃料電池汽車，這篇就夠了~

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（說明：所有資料來源於網路，請不要用於其它用途）。

有人說，燃料電池汽車將是汽車的未來，因為它充的氫氣，出來的是水，它比燃油汽車環保，比充電的電動汽車更方便，所以燃料電池汽車是汽車的未來。

至於燃料電池汽車是不是汽車的未來，眾說紛紜，在此，小編不置可否，只讓時間去印證吧。

1.什麼是燃料電池汽車

燃料電池汽車（Fuel cell vehicles，FCV）是一種用車載燃料電池裝置產生的電力作為動力的汽車。它也可以算作電動汽車，只不過「電池」是氫氧混合燃料電池。和普通化學電池相比，燃料電池可以補充燃料，通常是補充氫氣。

與通常的電動汽車比較, 其動力方面的不同在於燃料電池汽車用的電力來自車載燃料電池裝置,電動汽車所用的電力來自由電網充電的蓄電池。因此, 燃料電池汽車的關鍵是燃料電池。

燃料電池汽車相比較普通電動汽車的優勢在於：你可以在幾分鐘內給電池灌滿燃料，而不是等上幾個小時來充滿電。

2.燃料電池

和普通電池一樣，燃料電池也是有正負極的。燃料電池並不是燒氫氣，而是利用氫氣獲取電子，實現供電。

氫氧燃料電池一般由陽極、陰極、催化劑和中間的交換膜組成。

產生電力的過程：氫氣經過含有催化劑層的質子交換膜，在這裡氫氣受壓通過鉑催化劑，分解成兩個氫質子和兩個電子，這些電子會驅動汽車的電動機，氫質子與氧在薄膜的另一端結合成水，以蒸汽「廢氣」的形式排出。隨著氧化反應的進行，電子不斷發生轉移，就形成了驅動汽車所需的電流。其原理圖如下。

整個過程不是氫氣燃燒產生電能，而是氫氣在催化劑的作用下悄無聲息地釋放出電子，從而產生電能，所以對於燃料電池來說催化劑和中間的質子交換膜是核心。

3.燃料電池汽車的結構

燃料電池汽車的結構一般為下圖所示的結構。

以下以豐田的Mirai為例來介紹一下。

豐田的Mirai在2014年就在日本上市了，售價大約在30萬人民幣左右。Mirai的充氣時間只要3到5分鐘，充滿後續航里程可以達到502公里，要比正常行駛的特斯拉Model S還要多出100公里。

其結構如下圖所示。

豐田Mirai燃料電池汽車的工作原理可以觀看下面的視頻：

4.如何制氫？

目前製備氫氣最好的方法是通過電解水來獲取氫氣，即用電將水分解成氧氣和氫氣。目前最好的電解水系統的能量轉化率只有 80%，並不怎麼高效。

另外一種方式是利用甲烷轉化，但這個過程卻會造成污染。蒸汽被加熱到700到1000°，然後與甲烷結合生成氫氣和一氧化碳，以及少量二氧化碳。得益於水力壓裂法生產的大量天然氣，美國有95%的氫氣通過這種方法來製造。

當然最好的氫氣製備方式是利用生物催化劑等在常溫下將水轉化成氫氣，但這方面的技術還不成熟。

4.燃料電池汽車是否環保？

就像很多人質疑電動汽車是否環保一樣，燃料電池汽車是否是環保的呢？

首先，它與電動汽車一樣，汽車本身是不產生任何廢氣的。但是大家都知道國家發電的主要方式是燒煤，而這個過程是有污染的。其實，製備氫氣燃料要消耗比普通電動汽車更多的能源。不管是採用電解法制氫還是甲烷轉化都需要能量。

下面這張圖更好的說明了氫氧燃料電池汽車消耗的能量比普通電動汽車更多。

至少從現在來看氫氧燃料電池汽車並不是更加環保的，但是相信隨著技術的進步和發展，未來製備氫氣的方式將更加簡單、高效。

6.氫氣儲存的安全性和成本？

大家都知道氫氣是高度易燃易爆的，所以開著氫氧燃料電池汽車千萬不要出事故，一旦搞不好，那可是會爆炸的。

對於車內氫氣需要安全可靠的高壓容器來儲存。此外，氫氣還有一個特性是和一般金屬接觸時會使之脆化，稱為「氫脆」。這要求氫氣的儲運要由特殊的有機材料或者合金材料製成的容器進行。

儘管現在這類容器在安全性和成本控制上已經有了很大進步，但和只需要密封和防高溫的油箱或者鋰電池相比，一個承壓350個大氣壓還要防氫脆的容器要貴出很多——豐田的儲氫罐是採用多層CFRP和凱夫拉的複合材料製成，其成本也是非常高的。

此外，氫氣的製備和儲存都是非常昂貴的，一個加氫站的建設比一個加油站貴多了。日本的一些加氫站站內有數台加氫機。每一台加氫機，在每小時內，可為5-6輛氫燃料電池汽車加註氫氣，加註壓力與車內的儲氫罐壓力相同，都為70MPa，每輛車加註時間3分鐘。

至於價格，目前該加氫站的售價為1000日元/kg，每公斤約合人民幣52元。當然，這個我們不能直接和汽油升的概念相提並論。畢竟液態氫和日常的汽油是處在不同壓力和不同溫度下。

加氫的過程也需要及其小心，一旦氫氣泄漏，遇到明火就會爆炸，所以加氫的的槍頭和車內加氫口都是要特殊設計而且要密封性非常好。

7.哪些廠商在做燃料電池汽車？

雖然燃料電池汽車在現在還有很多的技術難點需要突破，但是已經有很多汽車廠商走在了前列，他們已經研發出或者正在研發燃料電池汽車，下面就來一一列舉一下。

豐田Mirai

前面已經介紹過了豐田的Mirai，該車已經上市了，豐田在這方面是走在前列的。

本田FCV

本田在2015北美車展上全球首發了FCV概念車，該車為本田旗下最新款氫燃料電池汽車。據悉，FCV量產版將會於2016年3月在日本正式上市。

賓士燃料電池版GLC

除了日系廠商之外，德系廠商似乎也對燃料電池技術充滿了興趣。目前德國汽車廠商賓士正在開發燃料電池SUV車型，並且表示到2017年將會有型號為GLC F-Cell的燃料電池新車發布，並且這款將在2017年的法蘭克福車展上公開亮相。

寶馬燃料電池版i8

日前，寶馬公司宣布其基於i8車型打造了一款氫燃料電池試驗車型，這款新車的最大功率可達188kW。據悉，該車搭載的的氫燃料技術有望在2020年正式投產。

大眾/奧迪燃料電池汽車

大眾和奧迪在燃料電池汽車方面都有所作為，部分車型是基於現有的車型進行改造的，它們包括Golf、奧迪A7和奧迪Q6車型。

8.你是否看好燃料電池汽車？

能看到這的童鞋都是真愛，也不枉我編輯到大半夜。來投個票，你是否看好燃料電池汽車呢？

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