随着各种产业技术的发展,全球能源需求不断上升,但对于化石能源的过分依赖,会对环境产生恶劣影响。化石能源属于不可再生能源,数量会越来越少,需要有一些新的能源来替代,比如电能。
燃料电池是一种将燃料与氧化剂的化学能通过电化学反应直接转换成电能的发电装置。主要由正极、负极、电解质和辅助设备组成。
常用的燃料除氢气外还有甲醇、联氨、烃类及一氧化碳等。氧化剂一般为氧气或空气。电解质常见的有磷酸、氢氧化钾、熔融碳酸盐及离子交换膜等。
燃料电池是一种将存在于燃料与氧化剂中的化学能直接转化为电能的发电装臵。不同于传统内燃机的是,燃料中的化学能不是通过燃烧,而是通过电化学反应释放,因而具有高效率、零排放的优势。
燃料电池是一种发电技术,也是一条产业链,其中制氢、储氢、燃料电池系统是核心,包括燃料电池堆和辅助系统。在应用方面,包括交通运输、固定电站和便携电源等等。
目前,国内运行的燃料电池汽车主要以示范车为主,一般用在特殊场合展示、旅游观光代步,还没有实现真正的商业化。国际市场上虽然有部分燃料电池车在商业化运营,但仍以出租车为主。
燃料电池车的高昂成本使其短期内很难走向市场。2008年北京奥运会上展示的3辆燃料电池客车,每辆客车的成本300多万元,而目前公交系统进口的欧Ⅳ标准传统发动机低地板大客车售价仅在100多万元。从市场经济学角度讲,高成本很难完成市场化推广,而无法实现市场化就不可能大规模批量生产,进而成本就无法降下来,最终导致成本与销售的恶性循环。
燃料电池技术是内燃机技术最好的替代物,代表了汽车未来的发展方向。但如果将发展燃料电池汽车的几个制约因素考虑进来,则会发现燃料电池汽车目前和今后一段时问尚不具备商业化的条件。
电池与燃料电池之间,应该是互补而不是竞争关系。电池既是载体又是能量转换体,这是燃料电池所欠缺的,但燃料电池可以增加里程,缩短充电时间,提高使用效率。
从长远来看,氢能作为最洁净、高效的新能源,已经引起全世界的广泛关注。燃料电池汽车以其零尾气排放和对能源的独立性,有望实现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,虽然短时间内难以大规模商业化,但我国在燃料电池技术开发上仍然拥有一定的优势,应当结合外国先进的汽车制造技术,争取尽快将燃料电池汽车推向市场,因而具有广阔的发展潜力。