氫燃料電池技術(shù)及其在汽車(chē)領(lǐng)域的應(yīng)用現(xiàn)狀

雷芝 吳梅

摘 要：隨著時(shí)代發(fā)展，氫燃料電池的應(yīng)用越來(lái)越廣泛，而燃料電池的技術(shù)發(fā)展也越來(lái)越迅速，為人類(lèi)生活提供了極大的便利。隨著國(guó)內(nèi)外的氫燃料電池技術(shù)的逐漸成熟，應(yīng)用現(xiàn)代的科技技術(shù)開(kāi)發(fā)的氫燃料的電池汽車(chē)已經(jīng)得到了大量的應(yīng)用，在全球形成了瘋狂的購(gòu)買(mǎi)熱潮。隨著時(shí)代的進(jìn)步，人們對(duì)于氫燃料電池的認(rèn)識(shí)不斷地加深，隨著氫燃料電池在汽車(chē)應(yīng)用領(lǐng)域的關(guān)鍵技術(shù)被突破，世界將真正的進(jìn)入氫燃料汽車(chē)的時(shí)代。

關(guān)鍵詞：氫燃料電池;技術(shù)發(fā)展;應(yīng)用現(xiàn)狀

0 引言

火力、水力以及原子核能被稱(chēng)為發(fā)電體系建設(shè)的3大發(fā)電體系，而繼火力、水力以及原子核能之后，氫燃料電池也被公認(rèn)為是第四大發(fā)電體系[1]。早在上個(gè)世紀(jì)的60年代，人類(lèi)就成功的將氫燃料電池應(yīng)用到了世界航空事業(yè)，推動(dòng)了航天事業(yè)的偉大進(jìn)步。隨著人類(lèi)對(duì)氫燃料技術(shù)的不斷地掌握和認(rèn)識(shí)，70年代后人類(lèi)就掌握了制造氫燃料的技術(shù)，這為氫燃料在其他領(lǐng)域的應(yīng)用奠定了基礎(chǔ)。隨著氫燃料的使用的范圍不斷地?cái)U(kuò)大，很快就出現(xiàn)在了汽車(chē)行業(yè)的發(fā)展之中，國(guó)內(nèi)的氫燃料技術(shù)也因此得到了快速的發(fā)展。在汽車(chē)領(lǐng)域，人們利用氫燃料技術(shù)將強(qiáng)燃料的電池應(yīng)用到各類(lèi)的汽車(chē)之中，包括小汽車(chē)、客車(chē)、大型卡車(chē)等，這些方面的應(yīng)用也讓人們見(jiàn)識(shí)到了氫燃料電池的強(qiáng)大功能。如今，燃料電池的發(fā)展越來(lái)越快，其被認(rèn)為是新世紀(jì)最有潛力的發(fā)動(dòng)機(jī)能源替代品，而在全世界范圍內(nèi)，氫燃料在汽車(chē)方面的應(yīng)用也逐步的走向商品化的道路。

1 氫燃料電池的特點(diǎn)

氫燃料電池是一種新型的能源裝置，是利用氧氣和氫氣的化學(xué)反應(yīng)最終產(chǎn)生電能的一種裝置，目前，在世界各種各類(lèi)的發(fā)電裝置中，氫燃料是利用效率最高的能力轉(zhuǎn)化的系統(tǒng)。而且，氫燃料電池還具備其他能源裝置不具備的特點(diǎn)。除了和水力等相同的潔凈無(wú)污染的特點(diǎn)之外，氫燃料的主要優(yōu)勢(shì)是其對(duì)于發(fā)動(dòng)機(jī)的啟動(dòng)的速度快，產(chǎn)生的噪音十分小，而且氫燃料電池的模板結(jié)構(gòu)的可調(diào)整性強(qiáng)，裝置可以根據(jù)具體的需要進(jìn)行大小之間的調(diào)整。相對(duì)于其他的能源裝置，氫燃料更加的得到了現(xiàn)代人的青睞，隨著未來(lái)技術(shù)的不斷發(fā)展，氫燃料在各類(lèi)的應(yīng)用中將會(huì)越來(lái)越廣，對(duì)于社會(huì)的推動(dòng)也將發(fā)揮巨大的作用。

2 國(guó)外對(duì)于氫燃料電池技術(shù)及其在汽車(chē)領(lǐng)域的應(yīng)用現(xiàn)狀

美國(guó)在上個(gè)世紀(jì)90年代就開(kāi)始了新型燃料汽車(chē)的研制，1993年，世界上第一輛燃料電池汽車(chē)在加拿大公司進(jìn)行理論展示，為世界燃料汽車(chē)的發(fā)展拉開(kāi)了序幕。在這之后，德國(guó)也開(kāi)始就能行了自己的燃料汽車(chē)的制造，隨后。燃料汽車(chē)的研究浪潮興起，隨著相應(yīng)的技術(shù)被一個(gè)個(gè)不斷突破，燃料汽車(chē)在制造方面取得了巨大的進(jìn)步。1997年，北美的燃料公共汽車(chē)開(kāi)始真正的投入到市場(chǎng)之中開(kāi)始使用，宣告著燃料汽車(chē)的正式使用，這對(duì)于世界燃料汽車(chē)的發(fā)展具有歷史性的意義。2004年，新型燃料汽車(chē)開(kāi)始進(jìn)一步的商業(yè)化，相關(guān)的制造產(chǎn)品燃料電池車(chē)成功的在悉尼奧運(yùn)會(huì)上進(jìn)行了使用。2005年之后，美國(guó)開(kāi)始大量的生產(chǎn)汽油燃料的電池汽車(chē)，并且提出到2010年之后，燃料汽車(chē)在汽車(chē)的銷(xiāo)售市場(chǎng)上的比例至少要達(dá)到25%以上，并且開(kāi)始進(jìn)行了甲醇燃料電池的實(shí)驗(yàn)。

在技術(shù)的發(fā)展方面，國(guó)外的速度也是非?？欤瑓抢衫锰厥獾臍錃獾奈占夹g(shù)還是甲醇的轉(zhuǎn)化和汽油的重新整合技術(shù)，國(guó)外都取得長(zhǎng)足的發(fā)展，為了進(jìn)一步降低燃料電池的成本，國(guó)外進(jìn)行了低溫供電技術(shù)的研究，利用高燃料電池的功率輸出技術(shù)進(jìn)一步加大電力的供應(yīng)，極大地降低了燃料電池的使用成本，將燃料電池的使用費(fèi)用從400美元降低到了50美元，這是燃料電池發(fā)展中的重大突破。

90年代之后，汽車(chē)的燃料的變化十分明顯，1994年，汽車(chē)主要的燃料為壓縮氫氣，1996年，汽車(chē)的主要燃料依舊是壓縮氫氣，但是1997年之后，汽車(chē)的能源使用開(kāi)始變化，主要為重整之后的甲醇，1999年之后，汽車(chē)燃料由甲醇變?yōu)榱艘簹?，這是人類(lèi)汽車(chē)歷史上的重大進(jìn)步，因?yàn)橐簹淦?chē)的動(dòng)力十分足，對(duì)于汽車(chē)的快速啟動(dòng)和加速方面的發(fā)展起到了巨大作用。從那時(shí)起，電池汽車(chē)開(kāi)始出現(xiàn)，99年之后，壓縮氫氣的使用不斷增多，汽油汽車(chē)開(kāi)始出現(xiàn)，世界汽車(chē)的發(fā)展開(kāi)始規(guī)?；?/p>

3 我國(guó)的氫燃料電池技術(shù)的發(fā)展及應(yīng)用現(xiàn)狀

我國(guó)對(duì)于燃料電池的研究要追溯到1958年之后了。58年之后，我國(guó)的燃料電池的研究開(kāi)始起步，剛開(kāi)始的相關(guān)研究由天津的能源研究所主要進(jìn)行。70年代，由于我國(guó)航天事業(yè)的需要，大儲(chǔ)存量的能源電池開(kāi)始被研究制作，93年，我國(guó)開(kāi)始進(jìn)行甲醇質(zhì)子的交換電池的研究，經(jīng)過(guò)不斷地努力，終于在各個(gè)方面取得了巨大的進(jìn)步。整體而言，我國(guó)的燃料電池的研究雖然起步比較晚，但是發(fā)展速度卻遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過(guò)了國(guó)外，在對(duì)于燃料電池的使用方面也進(jìn)行了比較快，尤其是在航天事業(yè)中的應(yīng)用，我們?cè)谌澜缍甲咴谇傲?，成為了其他?guó)家學(xué)習(xí)的榜樣。

從我國(guó)氫燃料電池的發(fā)展情況看，我們距離發(fā)達(dá)國(guó)家還是有一定的差距，主要體現(xiàn)在以下方面：

（1）在能源汽車(chē)的投入不夠，不利于燃料電池汽車(chē)結(jié)構(gòu)的進(jìn)一步優(yōu)化，不利于相關(guān)研究的實(shí)質(zhì)性的發(fā)展;

（2）燃料電池的質(zhì)子膜依舊需要進(jìn)行進(jìn)口，對(duì)于相關(guān)的核心技術(shù)還沒(méi)有真正的掌握，這對(duì)于我國(guó)氫燃料電池汽車(chē)的發(fā)展是一個(gè)巨大的隱患;

（3）在氫燃料電池的使用功率上還沒(méi)有進(jìn)行過(guò)大功率汽車(chē)的相關(guān)制造，而且能量的密度方面的使用效果還有待提高，需要逐漸的滿(mǎn)足目前人們的需要，這一方面距離發(fā)達(dá)國(guó)家還需要進(jìn)一步的加強(qiáng);

（4）汽車(chē)發(fā)動(dòng)機(jī)的冷卻系統(tǒng)的設(shè)計(jì)優(yōu)化不足，對(duì)于發(fā)動(dòng)機(jī)的冷卻的介質(zhì)研究必須加強(qiáng)，發(fā)動(dòng)機(jī)絕緣程度需要進(jìn)一步的完善提高;

（5）燃料電池在使用過(guò)程中的智能化需要進(jìn)一步的提升，需要進(jìn)一步依據(jù)人們的具體需求而進(jìn)行一定的改裝優(yōu)化，促進(jìn)相關(guān)技術(shù)的進(jìn)一步發(fā)展。

4 結(jié)束語(yǔ)

目前，燃料電池技術(shù)已經(jīng)在世界上取得了一定的突破，在燃料電池汽車(chē)的價(jià)格方面和性能方面，相對(duì)于之前已經(jīng)取得了巨大的提升。目前，我國(guó)必須緊緊抓住目前在燃料電池使用中的主要問(wèn)題，根據(jù)具體情況進(jìn)行相應(yīng)的研究，爭(zhēng)取盡早打破國(guó)外對(duì)于相關(guān)技術(shù)的壟斷，真正的制造出屬于我國(guó)自己的新能源的汽車(chē)。隨著技術(shù)的不斷突破，氫燃料電池能源的產(chǎn)品一定會(huì)越來(lái)越普遍，未來(lái)氫能源的汽車(chē)時(shí)代一定會(huì)到來(lái)。

參考文獻(xiàn)：

[1]孫逢春，孫立清，白文杰.氫燃料電池技術(shù)及其在汽車(chē)領(lǐng)域的應(yīng)用現(xiàn)狀[C].中國(guó)太陽(yáng)能學(xué)會(huì).中國(guó)太陽(yáng)能學(xué)會(huì)2001年學(xué)術(shù)會(huì)議論文摘要集.中國(guó)太陽(yáng)能學(xué)會(huì)：中國(guó)太陽(yáng)能學(xué)會(huì)，2001：253.