氫燃料電池發(fā)展前景好 那敢問 路在何方？

近年來，一直都在倡導(dǎo)新能源汽車，其中我們尤為關(guān)注的是以氫燃料電池為動(dòng)力的新能源汽車。燃料電池堆棧作為一個(gè)化學(xué)反應(yīng)池，其最為關(guān)鍵的技術(shù)核心為“質(zhì)子交換薄膜”。在這層薄膜的兩側(cè)緊貼著催化劑層，將氫氣分解為帶電離子狀態(tài)，因?yàn)闅浞肿芋w積小，攜帶電子的氫可以透過薄膜的微小孔洞游離到對面去，但是在攜帶電子的氫穿越這層薄膜孔洞的過程中，電子被從分子上剝離，只留下帶正電的氫質(zhì)子通過薄膜到達(dá)另一端。氫質(zhì)子被吸引到薄膜另一側(cè)的電極與氧分子結(jié)合。薄膜兩側(cè)的電極板將氫氣拆分成氫離子正電和電子、將氧氣拆分 成氧原子以捕獲電子變?yōu)檠蹼x子(負(fù)電)，電子在電極板之間形成電流，2個(gè)氫離子和1個(gè)氧 離子結(jié)合成為水，水成為了該反應(yīng)過程中的唯一“廢料”。從本質(zhì)來講整個(gè)運(yùn)行過程就是發(fā) 電過程。隨著氧化反應(yīng)的進(jìn)行，電子不斷發(fā)生轉(zhuǎn)移就形成了驅(qū)動(dòng)汽車所需的電流。 

在本屆日內(nèi)瓦車展上，現(xiàn)代汽車發(fā)布了一款全新氫燃料電池概念車——FE Fuel Cell。其采用第四代氫燃料電池技術(shù)，量產(chǎn)車型定于明年公布。與此前現(xiàn)代ix35燃料電池車運(yùn)用的技術(shù)相比，這款概念車將減重20%，同時(shí)動(dòng)力效率提高10%。此外，新車的燃料電池堆功率密度增加了30%，有效的提升了續(xù)航里程。據(jù)悉，這款車的最大續(xù)航里程可達(dá)800km。

現(xiàn)代FE Fuel Cell概念車的設(shè)計(jì)靈感來自于自然和純水，而水也是這款車型唯一的排放物。新車流暢的輪廓充分考慮了空氣動(dòng)力學(xué)，僅在前保險(xiǎn)杠及前后輪處加入通風(fēng)口。

內(nèi)飾方面，F(xiàn)E Fuel Cell內(nèi)飾采用藍(lán)色基調(diào)，這和新能源車一貫使用的藍(lán)色元素相同，其加裝了特制的內(nèi)部空氣加濕裝置，循環(huán)利用由氫能轉(zhuǎn)化出的水，以創(chuàng)建更舒適的客艙環(huán)境。中央采用寬屏顯示器，從方向盤后方一直延伸至中控臺(tái)，用來顯示動(dòng)力系統(tǒng)以及行程信息。中控臺(tái)處也有一個(gè)觸摸控制屏。

▎何為氫燃料電池技術(shù)?

氫燃料電池汽車，簡稱FCV，是燃料電池汽車的一種。盡管目前在氫燃料電池領(lǐng)域正不斷取得技術(shù)突破，然而現(xiàn)狀卻是，目前氫燃料電池汽車在整個(gè)汽車市場中的比重極小，幾乎為零。加氫站僅在全球某些特定地區(qū)存在，市面上在售的氫燃料電池汽車屈指可數(shù)，并只在特定地區(qū)發(fā)售。公眾對氫燃料電池汽車可謂知之甚少。

但這種氫燃料電池汽車有著新能源汽車幾乎所有的優(yōu)點(diǎn)，甚至被認(rèn)為真正屬于未來的新能源汽車類型。

首先，這種新能源汽車，燃料原料為氫氣，所需要的補(bǔ)給時(shí)間短，一般只需3-5分鐘就可以提供汽車所需要的燃料需求，與傳統(tǒng)汽油車所需時(shí)間差不多。與目前電動(dòng)汽車動(dòng)輒幾個(gè)小時(shí)的充電時(shí)長，有著明顯的優(yōu)勢。

另一方面，完全可以做到零排放。汽車燃燒所產(chǎn)生的唯一產(chǎn)物為水。并且再超過汽車使用年限之后，無二次污染。氫燃料電池主要的成分是氫，在使用壽命結(jié)束后，并不會(huì)對環(huán)境造成污染。而相比于電動(dòng)汽車，鋰電池則含有重金屬鎳、鈷、砷等有毒污染物，會(huì)對環(huán)境造成二次污染，所以必須要進(jìn)行回收處理。

還有一個(gè)優(yōu)點(diǎn)便是，續(xù)航里程更高。市面上在售的氫燃料電池汽車，續(xù)航里程均超過500公里，與電動(dòng)汽車相比有很大的優(yōu)勢。

既然氫燃料汽車有這么多的優(yōu)點(diǎn)，幾乎是完美的未來新能源汽車，為何在市場中如此少見?車企對于這項(xiàng)技術(shù)也并為作為重點(diǎn)發(fā)展?

因?yàn)檫@種車型的缺點(diǎn)同樣十分明顯。

氫燃料汽車的最大劣勢在于高昂的制造成本。盡管近幾年，該項(xiàng)技術(shù)進(jìn)步，氫燃料汽車的價(jià)格在國外已經(jīng)從曾經(jīng)的10多萬美元，降到現(xiàn)在的6-7萬美元;但與之相對的，特斯拉等高性能電動(dòng)汽車價(jià)格目前只在3萬美元左右。主要原因在于氫燃料電池化學(xué)反應(yīng)所需的催化劑成本很高。目前氫燃料電池的催化劑一般使用鉑這種稀有貴金屬。鉑的價(jià)格十分高昂，也增加了氫能源汽車的制造成本。

不僅如此，與其配套的氫能源加氫站的建設(shè)投入也十分高昂。由于液態(tài)氫氣的難以貯存的特性，相關(guān)設(shè)備造價(jià)高昂，加氫站修建成本高。繼續(xù)拿特斯拉做對比，特斯拉超級充電站修建成本約30萬美元，而加氫站成本往往高達(dá)100-200萬美元。

▎氫燃料電池汽車在售車型有哪些?

目前市面上能買到的氫燃料電池汽車僅有3款，分別是豐田Mirai、本田Clarity以及現(xiàn)代ix35FC。而現(xiàn)代這次發(fā)布的FE Fuel Cell正是ix35FC的下一代車型。

豐田Mirai

Mirai在日本語的意思是“未來”。自1992年，豐田便已開始?xì)淙剂想姵丶夹g(shù)的研發(fā)，20多年來，豐田在該領(lǐng)域已積累了多達(dá)5000項(xiàng)專利。2014年11月，量產(chǎn)版Miran問世，不到6萬美元的售價(jià)，Mirai續(xù)航里程高達(dá)500公里，碾壓一眾電動(dòng)汽車。目前，Mirai已經(jīng)在日本、美國、德國、英國、丹麥等地區(qū)發(fā)售，每年的銷售數(shù)量都在千臺(tái)左右。

本田Clarity

在氫能源汽車領(lǐng)域，本田的名氣要比日本同行豐田要小得多，然而，這并不妨礙本田在該領(lǐng)域所表現(xiàn)出的雄厚實(shí)力。與造型略激進(jìn)的豐田Mirai不同，本田Clarity外形還算是規(guī)矩，與一般轎車沒有什么區(qū)別，車身輕盈流暢，內(nèi)飾部分簡潔清爽，提供5座。本田Clarity所搭載的氫燃料電池在前作FCX Clarity的基礎(chǔ)上更為緊湊，續(xù)航更強(qiáng)。電能由氫氧化學(xué)反應(yīng)的燃料電池組提供，最高續(xù)航里程將近482公里。

現(xiàn)代ix35FC

事實(shí)上，早在2013年2月26日，作為世界上第一輛量產(chǎn)版氫燃料電池車—現(xiàn)代ix35 FC就在韓國正式上市，比豐田的Mirai早了2年?，F(xiàn)代汽車在氫能源汽車領(lǐng)域已有超過15年研發(fā)歷史。早在2001年，該公司就已推出旗下第一款氫能源汽車，此后，經(jīng)過不斷更新、迭代，目前在售的ix35FC為其第四代產(chǎn)品。

▎氫能源汽車的未來在哪里?

雖然目前，氫燃料電池汽車的成本依舊居高不下，仍然只有少數(shù)的車企在這個(gè)領(lǐng)域進(jìn)行投資。一直在這個(gè)領(lǐng)域技術(shù)領(lǐng)先的豐田公司，已向整個(gè)汽車行業(yè)開放了其持有的5000多項(xiàng)專利，目的是希望能有更多的車企加入研究氫燃料電池的行列中。目前氫燃料電池汽車依舊屬于高成本行業(yè)，當(dāng)有越來越多的企業(yè)開始重視這個(gè)行業(yè)時(shí)，相信氫燃料電池汽車的技術(shù)成本會(huì)得到降低。豐田開放專利的這一舉措也是推進(jìn)行業(yè)進(jìn)步的一大舉措。隨著時(shí)間的推移，技術(shù)的不斷進(jìn)步，參與研發(fā)的車企增多，加氫站基礎(chǔ)設(shè)施的完善，相信氫燃料電池汽車的未來值得期待。