有關(guān)氫燃料動(dòng)力電池的特點(diǎn)以及發(fā)展概況分析

人類社會(huì)的進(jìn)步離不開社會(huì)上各行各業(yè)的努力，各種各樣的電子產(chǎn)品的更新?lián)Q代離不開我們的設(shè)計(jì)者的努力，其實(shí)很多人并不會(huì)去了解電子產(chǎn)品的組成，比如氫燃料動(dòng)力電池。目前鋰離子電池的技術(shù)已經(jīng)發(fā)展到了瓶頸，石墨烯電池技術(shù)也遲遲未能突破，而另一方面氫燃料動(dòng)力電池汽車卻具備許多令人稱羨的優(yōu)點(diǎn):氫能來源非常豐富(石油、天然氣、煤、水、沼氣……)、零排放(僅限使用環(huán)節(jié))、低溫性能好、能量密度大、續(xù)航時(shí)間長(zhǎng)、加氫時(shí)間短(3分鐘)等。

從人類能源利用的角度看，氫燃料動(dòng)力電池技術(shù)具有更豐富的應(yīng)用價(jià)值和意義。例如，在航空航天場(chǎng)景中僅排放水的能量更方便使用，并且還可以更有效地使用褐煤和沼氣等劣質(zhì)能源。 使用不穩(wěn)定的輸出風(fēng)能和其他附近的氫氣生產(chǎn)，也可以小型化為單個(gè)作戰(zhàn)設(shè)備或補(bǔ)給戶，野外應(yīng)急電源等，并成為可靠的發(fā)電機(jī)等。

美國(guó)在燃料電池乘用車和叉車的數(shù)量上居世界領(lǐng)先：豐田Mirai在美國(guó)已售出2900多輛燃料電池汽車。美國(guó)擁有全球最大的燃料電池叉車公司Plug Power。目前，有超過2萬(wàn)輛燃料電池叉車和超過600萬(wàn)輛氫燃料加注業(yè)務(wù)。就加氫站的建設(shè)而言，分布在北美的68個(gè)加氫站中只有一個(gè)位于加拿大，其余的都位于美國(guó)。加利福尼亞州的濃度最高。在美國(guó)，燃料電池汽車中液態(tài)氫的使用量很高，每年液態(tài)氫市場(chǎng)需求的14%用于燃料電池汽車。

氫氣可以解決可再生能源的大規(guī)模整合，低成本的季節(jié)性能源存儲(chǔ)以及跨地區(qū)有效的清潔能源運(yùn)輸中的技術(shù)問題。報(bào)告認(rèn)為，到2050年，氫能將在各個(gè)領(lǐng)域發(fā)揮重要作用，為了實(shí)現(xiàn)歐洲2050年氫能產(chǎn)業(yè)的目標(biāo)，已經(jīng)設(shè)定了短期和中期目標(biāo)。該報(bào)告預(yù)測(cè)，到2050年，歐洲有10%-18%的建筑物可以通過氫來供暖和供電。氫氣可提供工業(yè)中23%的高級(jí)熱能。報(bào)告指出，氫能的使用將帶來巨大的社會(huì)，經(jīng)濟(jì)和環(huán)境效益。

目前，國(guó)內(nèi)氫能的生產(chǎn)主要依靠化石能源，電解水產(chǎn)生的氫只占2%?4%，相對(duì)有限。關(guān)于氫能的消耗，該國(guó)約90%或更高純度的氫(純度約99%)用于煉油和化工產(chǎn)品生產(chǎn)以及合成氨，合成甲醇和甲醇等化學(xué)領(lǐng)域中的加氫。石油精煉，在冶金，鋼鐵，電子，建材，精細(xì)化工等行業(yè)中，只有2%?4%的氫氣用作還原氣，保護(hù)氣，反應(yīng)氣等的工業(yè)氣體，氫能消耗較少在燃料電池汽車領(lǐng)域。總體而言，我國(guó)目前具有一定的氫工業(yè)基礎(chǔ)，但仍以工業(yè)原料為主導(dǎo)。氫作為能源消耗的市場(chǎng)規(guī)模仍然很小。

氫燃料動(dòng)力電池對(duì)環(huán)境無污染。它是通過電化學(xué)反應(yīng)，而不是通過燃燒(汽油，柴油)或能量存儲(chǔ)(電池)進(jìn)行的。如果通過可再生能源(光伏電池板，風(fēng)力發(fā)電等)產(chǎn)生氫氣，則整個(gè)循環(huán)是完全無害的。物料排出的過程。燃料電池運(yùn)行安靜，噪音僅為55dB，這相當(dāng)于人們的正常談話水平。這使得燃料電池適合于室內(nèi)安裝或在室外噪聲受限的地方。

當(dāng)然，現(xiàn)階段氫燃料電池的大規(guī)模普及仍需彌合巨大的技術(shù)差距。例如，加氫站的建設(shè)，氫的生產(chǎn)和運(yùn)輸都消耗大量能量，特別是高能儲(chǔ)氫材料仍在探索中。其中，安全性也受到質(zhì)疑。氫燃料電池反應(yīng)器中質(zhì)子交換膜的溫度耐受范圍也有待解決的問題，并且就技術(shù)難度而言需要革命性的研究結(jié)果。

燃料動(dòng)力電池的發(fā)電效率可以達(dá)到50%以上，這是由燃料動(dòng)力電池的轉(zhuǎn)換性質(zhì)決定的，直接將化學(xué)能轉(zhuǎn)換為電能，不要經(jīng)過熱能和機(jī)械能(發(fā)電機(jī))的中間變換。本文只能帶領(lǐng)大家對(duì)氫燃料動(dòng)力電池有了初步的了解，對(duì)大家入門會(huì)有一定的幫助，同時(shí)需要不斷總結(jié)，這樣才能提高專業(yè)技能，也歡迎大家來討論文章的一些知識(shí)點(diǎn)。