前景良好 氢燃料电池如何主宰未来

近年来，国家一直都在倡导新能源汽车，其中尤为关注的是以氢燃料电池为动力的新能源汽车。目前日本、韩国和美国等发达国家都将大型燃料电池的开发作为重点研究项目，企业界也纷纷斥以巨资，从事燃料电池技术的研究与开发， 现在已取了许多重要成果。

燃料电池堆栈作为一个化学反应池，其最为关键的技术核心为“质子交换薄膜”。在这层薄膜的两侧紧贴着催化剂层，将氢气分解为带电离子状态，因为氢分子体积小，携带电子的氢可以透过薄膜的微小孔洞游离到对面去，但是在携带电子的氢穿越这层薄膜孔洞的过程中，电子被从分子上剥离，只留下带正电的氢质子通过薄膜到达另一端。氢质子被吸引到薄膜另一侧的电极与氧分子结合。

薄膜两侧的电极板将氢气拆分成氢离子正电和电子、将氧气拆分 成氧原子以捕获电子变为氧离子（负电），电子在电极板之间形成电流，2个氢离子和1个氧 离子结合成为水，水成为了该反应过程中的唯一“废料”。从本质来讲整个运行过程就是发 电过程。随着氧化反应的进行，电子不断发生转移就形成了驱动汽车所需的电流。

据国外最新统计，迄今为止推出的燃料电池汽车中，压缩氢气最受关注，这主要是因为这种车型的燃料供给在技术性上最为简单可行。各国外公司出产的 FCV（燃料电池车）从续驶里程、最大时速，到燃油经济性，乃至储氢的压力等方面，都取得了较大进展。

对于国内而言氢燃料内燃机的研究比较滞后。直到上世纪80年代，才涌现出了以浙大、天大等著名高等院校为主要代表的对氢内燃机的探索研究，而且研究工作主要针对的是混合燃料发动机，氢燃料通常作为辅助燃料与汽油、柴油等传统燃料混合燃烧。

而对于氢燃料电池汽车的行驶成本来说，以丰田Mirai为例，实际上是比汽油更贵的。目前，氢燃料的售价约为9.12美元（约为63元人民币）/千克，Mirai的储氢罐可储存5千克氢气，加满氢气仅需3-5分钟。以行驶482公里为例，所耗费的汽油价格约为47美元（约302元人民币）、氢燃料则为57美元（约366元人民币）。

总的来说我国对氢发动机的研究起步较晚，在关乎氢燃料发动机发展的众多关键技术领域仍然处于空白阶段或是刚刚起步的阶段，如较大规模的制造氢能源、发动机增压技术、氢气的供给系统与系统的安全、发动机控制策略、污染物排放控制技术、综合电子控制管理系统等等都存在不足。在研究的内容方面，绝大多数只是高等院校的理论性探索研究，在核心技术方面差距仍较大，整体的技术水平不高。