鉅大LARGE | 點擊量：943次 | 2021年04月19日
什么是燃料動力電池？它會是新能源汽車真正的未來嗎？
最近，有關燃料動力電池汽車的新聞應接不暇，仿佛在突然之間這個曾經還遙不可及的先進技術已經能夠滿足民用需求。其實，很多人在此之前都已經聽說過燃料動力電池的大名，尤其是在特種航天領域中燃料動力電池更是早早服役，作為可靠又高效的能源發(fā)生單位為航天器供應充足的電能。
啥是燃料動力電池？
燃料動力電池是一種能量轉化裝置，它是按電化學原理,即原電池工作原理，等溫的把貯存在燃料和氧化劑中的化學能直接轉化為電能，因而實際過程是氧化還原反應。燃料動力電池重要由四部分組成,即陽極、陰極、電解質和外部電路。燃料氣和氧化氣分別由燃料動力電池的陽極和陰極通入。燃料氣在陽極上放出電子，電子經外電路傳導到陰極并與氧化氣結合生成離子。離子在電場用途下，通過電解質遷移到陽極上，與燃料氣反應，構成回路,出現電流。
以燃料動力電池為供能系統(tǒng)的思路，其實早在上世紀60年代就開始應用了。只不過這項技術在當時只應用在航天領域，在太陽能電池板還未出現的時候，燃料動力電池是載人航天、衛(wèi)星運行等航天任務中唯一的供能手段。相比蓄電池龐大的體積和較低的儲能密度，燃料動力電池系統(tǒng)具備輕便、靈活、供能效率高的特點。
由于燃料動力電池結構和發(fā)電原理的特殊性，燃料動力電池的能量轉化率（燃料電能）接近100%，是迄今為止熱效率最高的發(fā)電單元。隨著燃料動力電池技術的不斷成熟，如今這項黑科技開始投放民用市場。早在1992年，豐田公司便開始著手研發(fā)可供車用的燃料動力電池系統(tǒng)，1996年，豐田成功研制并公布了首款燃料動力電池汽車FCEV。
符合Exic IIB T4 Gc防爆標準
充電溫度：0~45℃
-放電溫度：-40~+55℃
-40℃最大放電倍率：1C
-40℃ 0.5放電容量保持率≥70%
燃料動力電池很貴很精密嗎？
航天級技術、出色的熱效率、小巧的體積和超輕的重量，這一切都滿足汽車工程師們所追求的"輕量化"目標。既然燃料動力電池這么厲害，那么按照一分價錢一分貨的原理，它一定很貴吧。誠然，在特種航天領域，由于每個零部件都是定制化生產，單個零部件的成本相當高，因此航天器上的燃料動力電池系統(tǒng)自然很貴。
但在量產車身上，任何零部件全部都是大批量流水線作業(yè)生產，單個配件成本相當低。并且由于不必考慮種種太空環(huán)境，整個系統(tǒng)的配件也不必采用貴重金屬和其他材質生產，因此民用車級別的燃料動力電池系統(tǒng)造價并不昂貴，甚至還低于一些主流廠家的中低端四缸發(fā)動機。至于燃料動力電池會不會過于精密以至于它可靠性有不足的問題，大家更不必擔心。
航天級的技術普遍有一個共性可靠性必須特別高。尤其是重中之重的能源供應系統(tǒng)，更是不能出現絲毫問題。燃料動力電池系統(tǒng)在設計之初的思路就是利用最簡單、小巧緊湊的結構發(fā)揮最大功能。因此燃料動力電池的結構完全談不上精密，只要汽車廠家能夠把內燃機生產工藝吃透，制造出合格的燃料動力電池輕而易舉，可靠性？混過太空的家伙，地面上算個啥？
燃料動力電池有什么特點和不足？
燃料動力電池由于結構優(yōu)勢，具備內燃機系統(tǒng)難以達到的輕量化和小型化優(yōu)勢（同等熱效率下）。以氫能源燃料動力電池為例，豐田所生產的燃料動力電池系統(tǒng)早已比自家的內燃機輕巧，裝在A級車里根本不顯擁擠。另外，燃料動力電池系統(tǒng)還具備內燃機難以達到的熱效率，這意味著在燃燒同等熱值燃料的情況下，燃料動力電池可以供應比傳統(tǒng)內燃機更多的能量，從而達到節(jié)能的目的。
除了節(jié)能外，燃料動力電池還具備零污染排放的優(yōu)勢。傳統(tǒng)內燃機即便在國六排放標準下，依然會排放出大量的二氧化碳、一氧化碳和其它顆粒物。但燃料動力電池所使用的氫氣在燃燒后只會出現純凈水。這意味著燃料動力電池擁有內燃機難以比擬的環(huán)保優(yōu)勢，不僅燃料環(huán)保可再生，排放物同樣無污染甚至可以飲用。
第3，燃料動力電池雖然名叫電池，但其結構中并不含有任何蓄電池。現階段我們所使用的蓄電池普遍含有多種污染物質，報廢后所出現的污染連發(fā)達國家都為之頭疼。但燃料動力電池就不存在此類問題，它的結構都是用金屬和復合材料制成，內部不含化學物質，報廢后全身可回收再利用。是不是比鋰離子電池、鎳氫蓄電池和鉛酸蓄電池靠譜多了？
第4，燃料動力電池汽車的充能時間較短。大家都了解現在的新能源純電動汽車存在通病續(xù)航里程短、充電時間長。充電半小時，空調五分鐘可能是對充電式純電動汽車的戲謔，但這在一定程度上也反映出了它們的瓶頸。燃料動力電池汽車就不存在這些問題，它們的充能方式和燃油車相同，幾分鐘就可以加滿一罐氣，然后開開心心上路，沒有里程焦慮才能享受駕駛的樂趣。
但燃料動力電池也有不足。制約著人類無法大規(guī)模使用燃料動力電池的重要原因就是燃料的制備、運輸、貯存方式還不夠完全安全可靠。成本高、加氣站少等問題，都讓廠家們不敢推廣燃料動力電池汽車，畢竟離開了燃料，燃料動力電池汽車就成了一堆廢鐵，無法上路行駛。因此，想要無憂無慮地開上燃料動力電池汽車還需時日，當燃料生產至成品銷售環(huán)節(jié)漸漸成熟，燃料動力電池汽車必定對掀起一場交通工具的能源革命。
燃料動力電池的現狀與前景如何？
據不完全統(tǒng)計2016年以來隨著國內燃料動力電池汽車市場的上升以及國家政策的扶持，國內燃料動力電池產業(yè)投資規(guī)模呈明顯上升態(tài)勢，到2017年底我國燃料動力電池行業(yè)整體產量在60MW以上，2017年我國燃料動力電池出貨量達到44.7MW。2017年我國燃料動力電池出貨量占全球的6.67%。隨著國內技術水平的提升，產業(yè)規(guī)模效應的顯現，我國燃料動力電池銷售均價將呈下降態(tài)勢，預計到2024年我國燃料動力電池市場規(guī)模將上升至27.65億元。
國內相關公司快速布局氫燃料動力電池產業(yè)，雖然部分環(huán)節(jié)如增濕器、氫循環(huán)裝置等仍然缺乏相關公司，但是產業(yè)鏈聚集的速度正不斷加快，并趨于完善，國內氫燃料動力電池產業(yè)獲得了快速發(fā)展，特別是在汽車領域發(fā)展迅速，帶動了區(qū)域產業(yè)集群的形成，形成了京津冀、華東、華南（佛山-云?。⑷A中（武漢）四個氫燃料動力電池產業(yè)集群，并圍繞當地研發(fā)情況及工業(yè)基礎形成了各自的產業(yè)配套及商業(yè)應用模式。
在2019年，燃料動力電池產業(yè)被著重強調，長城和吉利兩家自主品牌龍頭也開始積極布局燃料動力電池產業(yè)，足可見我國政府和公司正在重視燃料動力電池汽車的發(fā)展。車行哥發(fā)現，目前已經有不少熱錢流向了燃料動力電池相關公司中，相信在資本力量的推動下我國燃料動力電池產業(yè)的發(fā)展也會站在風口上振翅起飛。
從長遠來看，氫能作為最潔凈、高效的新能源，已經引起全世界的廣泛關注。燃料動力電池汽車以其零尾氣排放和對能源的獨立性，有望實現汽車工業(yè)長期夢寐以求的目標，并向世人展示了其良好的應用前景，雖然短時間內難以大規(guī)模商業(yè)化，但我國在燃料動力電池技術開發(fā)上仍然擁有一定的優(yōu)勢，應當結合外國先進的汽車制造技術，爭取盡快將燃料動力電池汽車推向市場，因而具有廣闊的投資潛力。
