【導(dǎo)讀】石油資源的短缺和出于環(huán)境保護(hù)的需要，應(yīng)大力開發(fā)石油以外的汽車代用清潔能源。燃料電池汽車的實(shí)用化。作為一種清潔、高效的發(fā)電技術(shù)，氫燃料電池有望成為下一代的車。氫燃料電池電動(dòng)汽車作為機(jī)械、電子、能源、計(jì)算機(jī)、汽車及信息技術(shù)等多種。在不久的將來，氫燃料電池汽車將成為主流技術(shù)，成為21世紀(jì)的綠色交通工具。

　　

【正文】 的成本。 PEFC 使用的氫離子交換膜 (一般為 Nation膜 )最低成本為 550 美元／㎡。 (日本國內(nèi)市售價(jià)格為其 3 倍 )，交換膜面積中的發(fā)電部分利用率為 75%，發(fā)電密度 ／ cm2時(shí)，成本為 16000 日元／ kW(1 美元 =110 日元 )，按日本的生產(chǎn)技術(shù)，交換膜批量生產(chǎn)時(shí)成本可以控制為目前的 1/10 左右，加之電能利用率、發(fā)電密2 我國氫燃料電池汽車的研究現(xiàn)狀及需要解決的主要問題 11 另外影響燃料電池成本的是 Pt 使用量，現(xiàn)狀 PEFC 的發(fā)電密度為 ，對應(yīng) Pt 使用量為 4mg/cm2， Pt 成本為 1300 日元 /g、 10400 日元 /kW，利用 Pt可以回收再生的特點(diǎn)，還有降低成本的可能。在生產(chǎn) PEFC時(shí)，降低分離器的成本最有潛力，現(xiàn)在一般使用酚醛 (Pheno1)樹脂式石墨隔板，機(jī)械加工復(fù)雜，形成氣體槽通道，成本一般為幾萬日元 /枚。燃料電池組之間設(shè)有幾組冷卻用“單元”，由于該單元同樣使用石墨材料，假定 2 個(gè)發(fā)電用“單元”配備 1 個(gè) 冷卻用“單元”，則需要 枚 /發(fā)電用單元的石墨板， 1 個(gè)單元的面積為 200cm2，那么，石墨板的成本為 25000 日元 /枚、 375000 日元 /kW，作為汽車用動(dòng)力源是不可能的數(shù)字。最近研究報(bào)道 顯示 ，采用膨脹石墨材料， 利用粉末燒結(jié)技術(shù)工藝 ，可以實(shí)現(xiàn)低成本化，制造 1 枚需幾百日元。 PEFC（燃料電池汽車） 系統(tǒng)中的空氣壓縮機(jī)、冷卻水循環(huán)泵等全部使用電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)，各元器件之間的連接、不銹鋼管的配置等，成本也較高，為促進(jìn) FCEV 的實(shí)用化，降低這些零部件的成本也是必不可少的。 北華大學(xué)本科畢業(yè)論文 12 3 我國氫燃料電池汽車的發(fā)展前景 預(yù)測 由于在新技術(shù)發(fā)展的初期存在不確定因素，包括技術(shù)和經(jīng)濟(jì)可行性以及國家政策等，因此預(yù)測也將存在很大的不確定性。 氫 燃料電池汽車 與內(nèi)燃機(jī)汽車相比有很多優(yōu)點(diǎn)，現(xiàn)與內(nèi)燃機(jī)汽車作下比較。眾 所周知，內(nèi)燃機(jī)汽車燒的是寶貴 的礦物 (化石 )燃料 (fossil fuels)。內(nèi)燃機(jī)有幾百個(gè)運(yùn)動(dòng)部件構(gòu)成，并需燃燒汽油或其它燃料，且這種燃燒過程是由若干個(gè)小爆炸組成一個(gè)連續(xù)的循環(huán)，因而產(chǎn)生動(dòng)力及噪聲 ； 氫 燃料電池則無運(yùn)動(dòng)部件，通過 燃料電池堆 產(chǎn)生的電動(dòng)力 驅(qū)動(dòng)電動(dòng)機(jī)。除了空氣泵的嗖嗖聲與驅(qū)動(dòng)車輛的電動(dòng)機(jī)的呼呼聲外， 氫 燃料電池不會(huì)像通常的內(nèi)燃發(fā)動(dòng)機(jī)那樣產(chǎn)生噪聲，因而也用不著裝消聲器 (mummer)。 更為重要的是， 氫 燃料電池不產(chǎn)生諸如碳?xì)浠衔锘虻趸锬菢拥挠泻U氣，而內(nèi)燃機(jī)卻要排放這兩類有毒的副產(chǎn)物。 氫 燃料電池在轉(zhuǎn)換能量為動(dòng)力的過程中要比內(nèi)燃 機(jī)的效率高上 2～ 3 倍 。 氫 燃料電池汽車 與天然氣汽車相比也有很多優(yōu)點(diǎn)。眾 所周知 ，我國是個(gè)煤炭大國，石油和天然氣儲(chǔ)存量在世界范圍上來看不是很多， 但是制氫的方法的卻很多 ，因此， 氫 燃料電池汽車 發(fā)展的前景十分樂觀 。 另外 ， 天然氣作為汽車燃料的 有很多致命的 缺點(diǎn)： 改裝后的天然氣汽車動(dòng)力有所不足；改裝成本較高；天然氣密度低，不如汽油和柴油容易貯存，天然氣用于車用氣時(shí)，需要專用的燃料儲(chǔ)運(yùn)和供給系統(tǒng)。為提供充足的燃料，天然氣必須壓縮至～ (207～ 248 巴 )，然后進(jìn)入高壓氣瓶內(nèi)，或經(jīng)強(qiáng)冷 (161℃ )使之變成 液態(tài)，再儲(chǔ)存在特制的外部具有高絕熱層的氣瓶內(nèi)，這就使汽車本身的重量加大 ； 天然氣輸氣管路和補(bǔ)充設(shè)備 (如加氣站 )尚未形成 像 加油站那樣的網(wǎng)絡(luò)，則天然氣在 內(nèi)燃機(jī)上的應(yīng)有將會(huì)受到限制 ； 在柴油機(jī)上用天然 氣 進(jìn)行雙燃料運(yùn)行時(shí)，在低負(fù)荷下發(fā)動(dòng)機(jī)的性能和排放較差，其中的一個(gè)原因是低負(fù)荷時(shí)獲得的混合氣太稀，混合氣難以著火，且燃燒緩慢。 雖然現(xiàn)在天然氣汽車早已經(jīng)運(yùn)行使用，但隨著時(shí)間推移，在不久的將來，氫燃料電池汽車將成為主導(dǎo)汽車。 從 氫 燃料電池汽車技術(shù) 上看 呈現(xiàn) 出 多元化而且相互滲透式發(fā)展，也就是說 氫 燃料電池的氫源選擇不太可能局限于某一 種方式，而是多種方式并存并且共同發(fā)展，而各種氫源選擇方式之間既相互促進(jìn)，又相互限制。目前國際有關(guān)機(jī)構(gòu)已對很多制氫技術(shù)進(jìn)行試點(diǎn)運(yùn)作，我國的技術(shù)與國際先進(jìn)水平相比尚有差距而且存在國情差異，因此是否會(huì)相應(yīng)推廣這些技術(shù)還有待在實(shí)際發(fā)展中檢驗(yàn)。 對于純氫燃料電池汽車來說，由于對 2020 年北京奧運(yùn)會(huì)的關(guān)注，其演示車隊(duì)可望較早推出，與其相關(guān)的加注站制氫和儲(chǔ)氫技術(shù)也將有所進(jìn)展，但由于受到巨大基礎(chǔ)設(shè)施投資的影響，其大規(guī)模生產(chǎn)恐怕要相應(yīng)的延后。車載制氫雖然在 3E 性能方面有優(yōu)勢，但技術(shù)難度最北華大學(xué)本科畢業(yè)論文 13 大，尚有待進(jìn)一步突破才會(huì)有較大發(fā)展，就 重整技術(shù)來講，甲醇重整技術(shù)難度較小，因此可能會(huì)先于汽油重整在我國得到發(fā)展。而當(dāng)放眼未來，到本世紀(jì)中葉，太陽能及生物質(zhì)等可再生能源則有望成為氫能的主流來源。 相應(yīng)地，隨著 氫 燃料電池總體水平的突飛猛進(jìn)， 氫 燃料電池汽車也必將在交通領(lǐng)域中引發(fā)革命，我國從 2020 年左右將可能出現(xiàn) 氫 燃料電池汽車小型示范車隊(duì)， 而到本世紀(jì)中葉 氫燃料電池汽車將可能在汽車保有量中占據(jù)相當(dāng)可觀的比例 ，且以更快的速度擴(kuò)張。但無疑在較長的時(shí)期以內(nèi)， 氫 燃料電池汽車還將和內(nèi)燃機(jī)車，尤其是改造后的高效節(jié)能的內(nèi)燃機(jī)車競爭發(fā)展，并且依仗著自身的優(yōu)異性能逐步取 代后者。 北華大學(xué)本科畢業(yè)論文 14 結(jié)論 作為一種清潔、高效的發(fā)電技術(shù)， 氫 燃料電池有望成為下一代的車輛動(dòng)力裝置。 氫 燃料電池的廣泛應(yīng)用有助于節(jié)約燃料以及減少大氣污染。 氫 燃料電池發(fā)動(dòng)機(jī)在短期之內(nèi)尚無法取代內(nèi)燃機(jī)發(fā)動(dòng)機(jī)的地位 。 要達(dá)到燃料電池車輛的實(shí)用化還需要完善一系列關(guān)鍵技術(shù)問題。 氫燃料電池電動(dòng)汽車作為機(jī)械、電子、能源、計(jì)算機(jī)、汽車及信息技術(shù)等多種高新技術(shù)的集成，是典型的高新技術(shù)產(chǎn)品，它的開發(fā)和產(chǎn)業(yè)化的成敗關(guān)系到能源、環(huán)保、交通運(yùn)輸和高科技等諸多產(chǎn)業(yè)的可持續(xù)發(fā)展。隨著機(jī)電技術(shù)、計(jì)算機(jī)控制技術(shù)、電化學(xué)技術(shù)及材料技術(shù)的迅速發(fā)展， 氫 燃料電池電動(dòng) 汽車在研制、開發(fā)、產(chǎn)業(yè)化及商業(yè)化方面 將會(huì)取得突破性進(jìn)展。在不久的將來， 氫 燃料電池汽車將成為主流技術(shù)，成為 21 世紀(jì)的綠色交通工具。 北華大學(xué)本科畢業(yè)論文 15 參考文獻(xiàn) [1] 宋慧 .電動(dòng)汽車用燃料電池 (一 ) [J].世界汽車 ,2020(03) :1013. 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