是什么限制了氢燃料电池的发展

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毋庸置疑，新能源汽车的发展已经成为未来汽车产业发展的重要方向，而关于电动汽车和氢燃料电池汽车到底哪一种才是未来的主流，一直都存在争论。今天，咱们就来聊聊未来新能源发展方向之一的氢燃料电池。氢燃料电池的基本原理是电解水的逆反应，把氢和氧分别供给阳极和阴极，氢通过阳极向外扩散，并与电解质发生反应，释放出的电子通过外部的负载到达阴极，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置。从外表上看有正负极和电解质等，像一个蓄电池，但实质上氢燃料电池车无需充电，只需要氢气。打个比方说，纯电动车的电池就像储电站，而氢燃料电池就像发电站。氢燃料电池电动车能量转换效率高、无污染、寿命长、运行平稳，最大的优势则在于没有污染物排放。目前量产的氢燃料电池车型的加氢时间都在3-7min左右。这和燃油汽车加油加气的时间没有差别。是什么限制了氢燃料电池的发展?既然氢燃料电池车在环保方面表现如此出色，为什么目前在国内的市场占有率如此低下呢?问题主要出在氢的制造、运输和储存上。目前除了制造环节发展较为成熟外，其他部分都还有不少问题亟待解决。首先，制造出氢气势必要用容器进行储存，而气态储氢需要使用高压气罐将氢气压缩、储存到碳纤维包裹的铝制气瓶中，气体压力可高达个大气压，气态储氢存在储氢量小、安全性差等缺点；而液态储氢在氢气液化过程中需要消耗大量的压缩功，能耗较高，对容器的绝热性能要求也较高。其次，在运输过程中，由于氢气的易燃易爆特性，增加加氢站时需要专门铺设新的管道。这也就意味着想要实现氢燃料电池车的普及，还需要建立一整套配套设施。前期投资成本过高，再加上我国现阶段氢燃料相关配套设施尚不完善，造成了氢燃料电池车推广力度不足的现状。利用甲醇高效储氢上文中已提到储氢环节是限制氢燃料电池推广的关键因素，气液储氢两种方式显然都无法满足车载用能源动力的要求。用液态甲醇储氢则是一种较为理想的储氢方式。多年来，很多科学家、工程技术人员都在研究储氢，为此可谓是绞尽脑汁。随着用氢思路逐步转变，向华博士和他的团队决定绕道而行，提倡和践行甲醇与水合在一起即可得到人们所需氢气的“动氢”能源理念，引领社会走进了一个全新的充满着波折和惊喜的“氢能时代”。通过便携式的可移动‘动氢机’，实现氢能的即产即用，让难以储运的氢能随时随地动起来。如此一来，氢的使用成本降低，能量密度提高，也更加安全可靠。如今，在“动氢机”的技术基础上，向华博士和他的团队已经开出发制氢和发电一体机，并将团队开发出的设备统称之为“水氢机”。水氢机是以甲醇和水的混合液作为原料，将其气化—催化整合—纯化从而产生高纯度氢气再利用氢气发电的一种新能源发电设备。这种设备具有便携可移动、原料来源广、氢气即产即用的特点。水氢技术不但解决了氢气的储运难题，还将氢气的使用成本大大降低。与传统的发电技术相比，水氢机能量转换效率约70%，是传统汽油和柴油发电机的2倍以上，而且发电成本仅为后者的1/3，并且维护频率低，污染程度极低。水氢机已经是成熟的发电装置，占地面积小，操作安全可靠，无污染。甲醇可以来源广泛，便于储存、容易运输，是氢燃料电池汽车氢源的理想选择。以目前甲醇市场价格（2元/升）计算，采用此技术路径储放氢气，氢燃料电池汽车每百公里燃料价格仅需约16元，而加50升水氢原料可供家用小轿车行驶约公里。该研究技术构建了新的化学高效储放氢体系，为燃料电池的原位供氢提供了新思路，并有望作为下一代高效储放氢新体系得到应用。

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