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fcev的發(fā)展前景與展望
燃料電池是一種通過(guò)電化學(xué)反應(yīng)的方式將燃料和氧化劑的化學(xué)能直接轉(zhuǎn)化為電能的裝置，具有高的能量轉(zhuǎn)換效率和“零排放”特點(diǎn)，早就成為電動(dòng)汽 車的候選電源。世界上第一輪燃料電池汽車研發(fā)高-潮是在1991～2000年左右。 當(dāng)時(shí)各大汽車廠家都在加緊開(kāi)發(fā)燃料電池技術(shù)，企業(yè)界紛紛投入數(shù)十億美元巨資，組成聯(lián)盟，進(jìn)行燃料電池汽車的相關(guān)研究和試驗(yàn)。人們?cè)?jīng)預(yù)計(jì)到2004年燃料電池汽車將能夠批量生產(chǎn)，實(shí)現(xiàn)產(chǎn)業(yè)化。但是發(fā)展結(jié)果卻并非如此。事實(shí)讓人們開(kāi)始認(rèn)識(shí)到燃料電池要走向商業(yè)化，還有一段漫長(zhǎng)的道路要走。 1 國(guó)內(nèi)外的研究現(xiàn)狀
1.1 國(guó)外情況
美國(guó)通用電氣公司是最早研制燃料電池的公司，早在20 世紀(jì)60 年代就將燃料電池用于宇宙飛船，目前該公司正與美國(guó)杜邦公司合作，已將PEMFC 的性能，比功率提高了5 倍以上。美國(guó)能源伙伴公司目前已能提5KW,10KW,20KW 的燃料電池，并裝于混合動(dòng)力汽車上。美國(guó)國(guó)際燃料電池公司(IFC)研制的PC29 型燃料電池，裝于電動(dòng)汽車上，其燃料經(jīng)濟(jì)性指標(biāo)，可達(dá)到美國(guó)政府“ PNGV”計(jì)劃中的2004年指標(biāo)。加拿大的巴拉特公司是一家專門研究燃料電池的公司，目前處于世界領(lǐng)先水平。它與德國(guó)奔馳公司，美國(guó)福特公司合作研制了多種燃料電池電動(dòng)汽車，有的已投入實(shí)際使用試驗(yàn)，日本各大公司也進(jìn)行了大量的研究開(kāi)發(fā)工作，并取得了很大的進(jìn)展。根據(jù)日本有關(guān)報(bào)道，到2004 年燃料電池汽車將達(dá)到商用化程度，美國(guó)通用汽車公司研制的“氫動(dòng)一號(hào)”燃料電池概念車，已提供作為27 屆悉尼女子奧運(yùn)會(huì)馬拉松比賽的開(kāi)道車，它代表當(dāng)今的最高水平，也預(yù)示燃料電池電動(dòng)汽車已接近實(shí)用化的程度。通用首席環(huán)境官、負(fù)責(zé)環(huán)境和能源事務(wù)的副總裁米納諾說(shuō)，以石油為基礎(chǔ)的汽油和柴油都是近期最佳的燃料，一種類似汽油的燃料則是氫燃料電池車普及之前最好的過(guò)渡燃料。通用打算將這種從汽油中提煉的燃料應(yīng)用于燃料電池汽車和普通汽車中，最終使用氫燃料，這種做法將避免為發(fā)展燃料電池汽車而建設(shè)高成本、臨時(shí)性的非汽油類燃料供給基礎(chǔ)設(shè)施。
目前世界各大廠商已結(jié)成兩大集團(tuán)，以豐田、通用汽車公司為一方，以戴姆勒—克萊斯勒、福特及三菱汽車公司為另一方，展開(kāi)了激烈的燃料電池車技術(shù)開(kāi)發(fā)競(jìng)爭(zhēng)。由于各國(guó)政府和有關(guān)企業(yè)的重視，燃料電池近來(lái)發(fā)展迅速，效果顯著，
1.2 國(guó)內(nèi)情況
1
我國(guó)在1995 年才開(kāi)始進(jìn)行固體高分子交換膜燃料電池（PEMFE）的研究。中科院大連化學(xué)物理研究所在“九五”期間承擔(dān)了國(guó)家重大科技公關(guān)項(xiàng)目“燃料電池技術(shù)”研究，在關(guān)鍵部件和關(guān)鍵技術(shù)方面取得了進(jìn)展。先后研制出200W、1kW 和5kW 的燃料電池組。并繼續(xù)進(jìn)一步向小型化、輕量化發(fā)展。
將在近期內(nèi)裝車實(shí)驗(yàn)。此外北京富原公司、上海神力公司、清華大學(xué)、交通大學(xué)、天津大學(xué)及上�？臻g能源所等單位也從事這方面的研究，也都取得了一定進(jìn)展。北京富原公司、清華大學(xué)合作研制了一輛燃料電池汽車，參加了2000 年北京國(guó)際環(huán)保展覽會(huì)。該公司在目前國(guó)內(nèi)處于領(lǐng)先水平。在燃料電池汽車的開(kāi)發(fā)上，國(guó)家科技部已將燃料電池汽車的開(kāi)發(fā)列為“863 計(jì)劃”的重大專項(xiàng)，在關(guān)鍵技術(shù)與產(chǎn)業(yè)化方面取得重大突破的基礎(chǔ)上，率先開(kāi)發(fā)出燃料電池公共汽車和大巴，進(jìn)而向中巴、小巴和轎車發(fā)展�！笆濉蹦┢�，開(kāi)發(fā)出具有市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)力并能實(shí)現(xiàn)規(guī)模生產(chǎn)的燃料電池汽車，關(guān)鍵技術(shù)與零部件具備產(chǎn)業(yè)化能力與先進(jìn)技術(shù)水平。
2 燃料電池汽車存在的問(wèn)題及難點(diǎn)
燃料電池汽車的最大優(yōu)點(diǎn)是清潔、無(wú)污染，所排出的唯一廢棄物為水分。各大汽車廠商都認(rèn)為近期內(nèi)有可能取代傳統(tǒng)汽車的清潔交通工具只有燃料電池車。為此，它們紛紛敦促本國(guó)政府制定相關(guān)的產(chǎn)業(yè)政策，美國(guó)能源部已制訂了“氫計(jì)劃”，提出要在2017 年讓燃料電池車在汽車市場(chǎng)上占據(jù)25%，日本經(jīng)濟(jì)產(chǎn)業(yè)省不久前提出的發(fā)展目標(biāo)是在2017 年前要把汽車用燃料電池的價(jià)格降低到普通汽油發(fā)動(dòng)機(jī)的水平，并且要首先從政府機(jī)關(guān)開(kāi)始普及燃料電池車。雖然燃料電池電動(dòng)汽車近些年來(lái)取得了很大進(jìn)展，但由于目前還存在一些難以在短期內(nèi)解決的技術(shù)問(wèn)題，影響了它的實(shí)用化進(jìn)程。其主要難點(diǎn)有：
1) 固體高分子質(zhì)子交換膜燃料電池（PEMFC）還需要貴金屬鉑作為催化劑，它不僅價(jià)格昂貴，而且產(chǎn)量小。目前世界鉑金的年產(chǎn)量?jī)H70 噸，按現(xiàn)在燃料電池的用量計(jì)算，僅夠30 萬(wàn)輛左右的汽車使用。因此，必須研究出鉑金的代用材料，方有可能大量推廣使用。
2) 氫氣的來(lái)源、儲(chǔ)存以及將燃料（石油、天然氣、煤、甲醇及其它非石油基燃料）轉(zhuǎn)為氫氣的重整器問(wèn)題尚未解決。特別是重整器，它是一個(gè)小化工廠，要求體積小、重量輕、安全可靠，適宜車上安裝，且價(jià)格便宜，其難度更大。
3) 防止CO 對(duì)燃料電池電極的毒化作用。在氫燃料中即使有微量的CO、都會(huì)顯著降低催化活性，使電池性能急劇下降。因此，必須嚴(yán)格控制CO 數(shù)量。
4) 燃料電池工作時(shí)水分的調(diào)節(jié)控制。在工作中，水分過(guò)多或過(guò)少，都將大大影響燃料電池的性能。因此，必須將水分嚴(yán)格控制在一定范圍內(nèi)。
5) 價(jià)格問(wèn)題。目前的燃料電池價(jià)格雖有大幅度的下降，但還是太高，目前大約要（500 美元/kW）以上，目標(biāo)要求達(dá)到30～50 美元，才有可能與目前的內(nèi)燃機(jī)競(jìng)爭(zhēng)。
3 燃料電池汽車的前景展望
據(jù)專家分析，要解決上述問(wèn)題，使其達(dá)到實(shí)用化大批量使用程度，樂(lè)觀估計(jì)需10～20 年，有的估計(jì)需20～30 年時(shí)間。也有專家認(rèn)為，燃料電池汽車和電動(dòng)汽車關(guān)鍵技術(shù)取得突破及實(shí)現(xiàn)產(chǎn)業(yè)化預(yù)期較遠(yuǎn)，并存在較大不確定性。因此技術(shù)基本成熟的混合動(dòng)力汽車可作為近期研發(fā)、中期產(chǎn)業(yè)化的重要選擇；目前，國(guó)內(nèi)在燃料電池和電動(dòng)汽車電池等關(guān)鍵技術(shù)有待繼續(xù)深入研究，還沒(méi)有取得實(shí)質(zhì)突破，制約著燃料電池汽車和電動(dòng)汽車的產(chǎn)業(yè)化。一旦取得突破，將 2
加快燃料電池汽車和電動(dòng)汽車的產(chǎn)業(yè)化。
任何一種產(chǎn)品要想占領(lǐng)市場(chǎng)，它必須在性能／價(jià)格比或費(fèi)／效比指標(biāo)上能夠被廣大消費(fèi)者所接受。燃料電池汽車也必然遵循這一市場(chǎng)規(guī)律。 燃料電池汽 車要取代的是普通汽車，但它的性能／價(jià)格比或費(fèi)／效比指標(biāo)跟市場(chǎng)的要求相差太遠(yuǎn)，這才使開(kāi)發(fā)燃料電池電動(dòng)汽車的人們認(rèn)識(shí)到：燃料電池汽車要得到市場(chǎng)的認(rèn)可，還有一段說(shuō)不清楚的漫長(zhǎng)的路要走。
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