燃料电池汽车的产业化是氢能应用的突破口，我们要坚持自主创新，突破卡脖子技术，实现关键材料与部件的批量生产，大幅度降低燃料电池车、加氢站建设和氢源的成本，尽快实现燃料电池汽车的产业化。

燃料电池的发电原理是电化学，因此它的转化效率比较高，可以达到60%左右，燃料电池主要是由电解质膜、电催化剂、扩散层和双极板等关键材料构成。燃料电池的工作方式是内燃机的，它要构成一个系统，燃料电池是发电的场所。

这个系统是由燃料电池电堆、燃料供给系统、氧化剂供给系统、水液管理系统、电控系统来构成，因此燃料电池是比较安全的。如果燃料电池堆发生故障，只要把氢源切断，不会产生燃烧和爆炸。另外，燃料电池比能量非常高，可以达到每公斤0.5~1千瓦每小时，因此它特别适合于重载车和长途车。

把燃料电池发动机装到车上，我们用氢瓶来代替油箱，用燃料电池发动机来代替内燃机，得到的好处就是没有尾排，尾排仅仅是水。

燃料电池车的构型，燃料电池是由燃料电池发动机来推动的，那么燃料电池通过大电流、低电压的发电设备，通过DC/DC来增压，和二次电池进行混合推动电机，电机来推动燃料电池车。燃料电池车特别适合长途重载车。燃料电池的优点一是能量比较高，另外电堆和氢罐是分开的，因此比较安全。第三个燃料电池续驶里程，加氢时间驾驶的舒适型均可与燃油车媲美。

但是燃料电池要想产业化，必须攻克：一是目前燃料电池发动机贵导致一辆燃料电池车的售价是燃油车的两倍到三倍、锂离子电池车的1.5到2倍。二是加氢站建设费用比较高，达到每个加氢站1200万元到1500万元，在加氢站加氢的费用比较高，达到60-80元，只有降到30元以下才能和燃油车竞争，因此要实现无补贴的燃料电池商业化，必须大幅度降低燃料电池发动机的成本和氢气成本，同时降低加氢站的建设费用。

国家为了解决卡脖子技术问题和实现燃料电池车的产业化，提出了燃料电池车示范城市群的意见。现在这个已经通过了初步评审，很快就会宣布。

那么要想降低燃料电池电堆的成本，我们必须提高电堆的比重率。二是实现关键材料，电催化剂、质子交换膜、双极板、膜电极三合一和电堆批量生产。三是依据工况和电堆适宜的运行条件制定控制策略，确保电池系统的可靠性与耐久性。

这是燃料电池的PEMFC典型极化曲线，它由三部分反映出，一个是欧姆极化，一个是扩散极化，还有一个最大的化学极化。我们一定要降低这三个极化，才能够大幅度提高燃料电池堆的比功率。

另外燃料电池车所用的电堆是用铂来做催化剂的，现在国内达到了每千瓦0.3克铂，国际上达到了每千瓦0.2克铂左右，我们要降到0.1克铂以下才能实现燃料电池商业化。

燃料电池的成本如果实现批量生产，它的成本会大幅度下降，所以现在在五部委城市群示范计划领导下，我们先要解决卡脖子技术问题，解决批量生产问题，来大幅度降低燃料电池成本，使它能够接近锂电池电动车成本，这样燃料电池车在重载和长途运输车就可以实现产业化。

我们解决了卡脖子技术，实现了批量生产，我们还要创新驱动来解决燃料电池的技术发展，实现燃料电池乘用车的商业化。

第一我们要简化电池系统和电堆结构，降低燃料电池发动成本和延长电堆寿命。比如采用薄膜、氢空逆流，可以去除增湿器。阳极水管理、消除局部反极，延长电堆寿命。我们可以消除扩散层，来降低电堆成本。

另外我们要研发高温膜和抗毒的电催化剂，降低氢气成本。研发高温膜，使燃料电池在近200度工作，即抗一氧化碳的毒化作用，又有利于燃料电池派热河消除二向流提高电堆一致性，进而提高工作电流密度和电堆比功率，利用有序化电极应用，大幅度降低铂用量。

我们要研发抗毒的阳极电催化剂，让燃料电池能吃粗氢，降低燃料电池的成本，实现乘用车和商用车的商业化。

氢源现在有三种来源，一个化石燃料制氢，一个工业副产氢，还有一个电解水制备绿氢。氯碱副产氢最好净化，只要脱除氯就可以了，合成氨工业的释放气必须脱除微量的氨，丙烷脱氢丙烯必须脱除烃类。

发展精准对燃料电池有毒杂质的净化方法，制订标准、规定检测方法和设备，达到精准的副产氢的净化来降低氢的成本。

长距离输送也是氢比较大的问题，氢的长距离输送有三种方案可选，一个是制氢送到天然气管网，跟天然气一起送到用户。再一个可再生能源电解水制氢，将氢绿化，用车送到各个能源。第三个就是可再生能源电解制氢根收集二氧化碳进行合成甲醇。

氢安全，最后一个问题，人们已经习惯于汽油作燃料，对于氢气还缺乏了解，要利用氢气易于检测，扩散速度快，在可能有氢泄漏的地方加上氢气传感器，当氢浓度高于千分之五时，联动风机自动启动，确保氢安全。所以我们主张就是要做廉价的、可靠的氢气传感器，同时不管是室内和室外，在氢气可能泄漏的地方都加上氢气传感器和联动风机。这样来确保室内和室外，特别是加氢站和制氢场所的氢安全。

氢是向上跑的，所以汽油车都烧没有了，氢气车还是完整的。另外挪威加氢站爆炸，爆炸以后加氢站形状还存在。要是俄罗斯汽油加氢站爆炸以后，基本上看不到了。所以利用氢扩散速度比较快这一点和容易检测这一点，我们确保氢安全。现在全世界有三万到四万辆燃料电池车在运行，没有一辆燃料电池车发生燃烧和爆炸。

最后我们讲一下结语，实现燃料电池关键材料和部件的产业化并批量生产，同时提高电堆的比功率就可以大幅度降低燃料电池发动机的成本，进而降低燃料电池车的成本。

靠技术创新，简化电堆结构和电池系统，采用超低铂有序化电极化大幅度降低铂用量，将燃料电池车的成本降到锂离子电动车水平，并实现乘用车商业化。大力发展可再生能源电解水制备绿氢，采用天然气或纯氢管网输送氢气，加氢站加的氢可降至每公斤30元以下，车的运行费用就可以和燃油车竞争了。实现氢气压缩机，高压储氢瓶和加氢机等国产化和批量生产，建油、氢、电合建站，就可以大幅度降低加氢站的建设费用，待加氢站达到一定密度，再示范商业化乘用车。

来源：知乎 www.zhihu.com

作者：小易说氢能

【知乎日报】千万用户的选择，做朋友圈里的新鲜事分享大牛。
点击下载

此问题还有 6 个回答，查看全部。