fcev的发展前景与展望

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fcev的发展前景与展望

燃料电池是一种通过电化学反应的方式将燃料和氧化剂的化学能直接转化为电能的装置，具有高的能量转换效率和“零排放”特点，早就成为电动汽车的候选电源。世界上第一轮燃料电池汽车研发高-潮是在1991～2000年左右。当时各大汽车厂家都在加紧开发燃料电池技术，企业界纷纷投入数十亿美元巨资，组成联盟，进行燃料电池汽车的相关研究和试验。人们曾经预计到2004年燃料电池汽车将能够批量生产，实现产业化。但是发展结果却并非如此。事实让人们开始认识到燃料电池要走向商业化，还有一段漫长的道路要走。 1 国内外的研究现状

1.1 国外情况

美国通用电气公司是最早研制燃料电池的公司，早在20 世纪60 年代就将燃料电池用于宇宙飞船，目前该公司正与美国杜邦公司合作，已将PEMFC 的性能，比功率提高了5 倍以上。美国能源伙伴公司目前已能提5KW,10KW,20KW 的燃料电池，并装于混合动力汽车上。美国国际燃料电池公司(IFC)研制的PC29 型燃料电池，装于电动汽车上，其燃料经济性指标，可达到美国政府“ PNGV”计划中的2004年指标。加拿大的巴拉特公司是一家专门研究燃料电池的公司，目前处于世界领先水平。它与德国奔驰公司，美国福特公司合作研制了多种燃料电池电动汽车，有的已投入实际使用试验，日本各大公司也进行了大量的研究开发工作，并取得了很大的进展。根据日本有关报道，到2004 年燃料电池汽车将达到商用化程度，美国通用汽车公司研制的“氢动一号”燃料电池概念车，已提供作为27 届悉尼女子奥运会马拉松比赛的开道车，它代表当今的最高水平，也预示燃料电池电动汽车已接近实用化的程度。通用首席环境官、负责环境和能源事务的副总裁米纳诺说，以石油为基础的汽油和柴油都是近期最佳的燃料，一种类似汽油的燃料则是氢燃料电池车普及之前最好的过渡燃料。通用打算将这种从汽油中提炼的燃料应用于燃料电池汽车和普通汽车中，最终使用氢燃料，这种做法将避免为发展燃料电池汽车而建设高成本、临时性的非汽油类燃料供给基础设施。

目前世界各大厂商已结成两大集团，以丰田、通用汽车公司为一方，以戴姆勒—克莱斯勒、福特及三菱汽车公司为另一方，展开了激烈的燃料电池车技术开发竞争。由于各国政府和有关企业的重视，燃料电池近来发展迅速，效果显著，

1.2 国内情况

我国在1995 年才开始进行固体高分子交换膜燃料电池（PEMFE）的研究。中科院大连化学物理研究所在“九五”期间承担了国家重大科技公关项目“燃料电池技术”研究，在关键部件和关键技术方面取得了进展。先后研制出200W、1kW 和5kW 的燃料电池组。并继续进一步向小型化、轻量化发展。

将在近期内装车实验。此外北京富原公司、上海神力公司、清华大学、交通大学、天津大学及上海空间能源所等单位也从事这方面的研究，也都取得了一定进展。北京富原公司、清华大学合作研制了一辆燃料电池汽车，参加了2000 年北京国际环保展览会。该公司在目前国内处于领先水平。在燃料电池汽车的开发上，国家科技部已将燃料电池汽车的开发列为“863 计划”的重大专项，在关键技术与产业化方面取得重大突破的基础上，率先开发出燃料电池公共汽车和大巴，进而向中巴、小巴和轿车发展。“十五”末期，开发出具有市场竞争力并能实现规模生产的燃料电池汽车，关键技术与零部件具备产业化能力与先进技术水平。

2 燃料电池汽车存在的问题及难点

燃料电池汽车的最大优点是清洁、无污染，所排出的唯一废弃物为水分。各大汽车厂商都认为近期内有可能取代传统汽车的清洁交通工具只有燃料电池车。为此，它们纷纷敦促本国政府制定相关的产业政策，美国能源部已制订了“氢计划”，提出要在2017 年让燃料电池车在汽车市场上占据25%，日本经济产业省不久前提出的发展目标是在2017 年前要把汽车用燃料电池的价格降低到普通汽油发动机的水平，并且要首先从政府机关开始普及燃料电池车。虽然燃料电池电动汽车近些年来取得了很大进展，但由于目前还存在一些难以在短期内解决的技术问题，影响了它的实用化进程。其主要难点有：

1) 固体高分子质子交换膜燃料电池（PEMFC）还需要贵金属铂作为催化剂，它不仅价格昂贵，而且产量小。目前世界铂金的年产量仅70 吨，按现在燃料电池的用量计算，仅够30 万辆左右的汽车使用。因此，必须研究出铂金的代用材料，方有可能大量推广使用。

2) 氢气的来源、储存以及将燃料（石油、天然气、煤、甲醇及其它非石油基燃料）转为氢气的重整器问题尚未解决。特别是重整器，它是一个小化工厂，要求体积小、重量轻、安全可靠，适宜车上安装，且价格便宜，其难度更大。

3) 防止CO 对燃料电池电极的毒化作用。在氢燃料中即使有微量的CO、都会显著降低催化活性，使电池性能急剧下降。因此，必须严格控制CO 数量。

4) 燃料电池工作时水分的调节控制。在工作中，水分过多或过少，都将大大影响燃料电池的性能。因此，必须将水分严格控制在一定范围内。

5) 价格问题。目前的燃料电池价格虽有大幅度的下降，但还是太高，目前大约要（500 美元/kW）以上，目标要求达到30～50 美元，才有可能与目前的内燃机竞争。

3 燃料电池汽车的前景展望

据专家分析，要解决上述问题，使其达到实用化大批量使用程度，乐观估计需10～20 年，有的估计需20～30 年时间。也有专家认为，燃料电池汽车和电动汽车关键技术取得突破及实现产业化预期较远，并存在较大不确定性。因此技术基本成熟的混合动力汽车可作为近期研发、中期产业化的重要选择；目前，国内在燃料电池和电动汽车电池等关键技术有待继续深入研究，还没有取得实质突破，制约着燃料电池汽车和电动汽车的产业化。一旦取得突破，将 2

加快燃料电池汽车和电动汽车的产业化。

任何一种产品要想占领市场，它必须在性能／价格比或费／效比指标上能够被广大消费者所接受。燃料电池汽车也必然遵循这一市场规律。燃料电池汽车要取代的是普通汽车，但它的性能／价格比或费／效比指标跟市场的要求相差太远，这才使开发燃料电池电动汽车的人们认识到：燃料电池汽车要得到市场的认可，还有一段说不清楚的漫长的路要走。

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