多维度解析汽车的燃料动力电池

根据2018年五月一日执行的《GB／T19596－2017电动汽车术语》分类，电动动汽车分为三类，分别是纯电动汽车、混合动力电动汽车、燃料动力电池电动汽车。目前，全球能源紧缺和环境污染问题日益严重，氢能和燃料动力电池是未来重要发展方向和趋势，燃料动力电池汽车也被认为是未来新能源汽车的终极选择。今天，电动汽车资源网就带大家一起来了解一下燃料动力电池。

什么是燃料动力电池？

燃料动力电池，是一种将燃料所拥有的化学能直接地转换成电能的化学装置，其又被称作电化学发电器，其重要由电极、电解质隔膜和集电器组成。它是继水力发电、热能发电和原子能发电之后的第四种发电技术。从节约能源和保护生态环境的角度来看，燃料动力电池是最有发展前途的发电技术。

燃料动力电池的发电原理

燃料动力电池是一种能量转化装置，它按照电化学原理，即原电池工作原理，等温的把储存在燃料和氧化剂里的化学能直接转化成电能，所以实际上过程是氧化还原反应。在运行时，外部供给电池的氢在燃料极放出电子变成氢离子，氢离子通过电解质后转向空气极，而电子则通过外电路到达空气极。在空气极，由外部供给电池的氧，与氢离子和电子出现反应生成水。电能则由外电路进行输出。燃料动力电池和普通的干电池都是将化学能转换成电能的装置，但是两者有一个很大的不同点，即封存在干电池中参与化学反应的物质最终会消耗殆尽，反应停止，就不能再输出电能；但是对燃料动力电池来说，只要能不断地给它供应燃料气体和氧化剂，化学反应就能一直进行下去，从而不停地输出电能。

燃料动力电池的优势

1．对环境的污染小

燃料动力电池之所以会被认为是未来新能源汽车的终极选择，很大的一个原因就是燃料动力电池对环境的污染小。燃料动力电池电动汽车在本质上是一种零排放汽车，燃料动力电池没有燃烧过程，若以纯氢作燃料，通过电化学的方法，将氢和氧结合，只会出现水。采用其他富氢有机化合物用车载重整器制氢作为燃料动力电池的燃料，生成物除水之外还可能有少量的二氧化碳，但其排放量远少于内燃机，且没有其他污染排放，如氧化氮、氧化硫等等，接近零排放。与传统汽车相比既减少了机油泄漏带来的污染，又降低了温室气体的排放，所以燃料动力电池堆环境的污染很小。

2．能量转换率高

燃料动力电池没有活塞或涡轮等机械部件及中间环节，因此不会受到卡诺循环的限制，它在运行时把化学能直接转换为电能，所以相比内燃机的燃烧用途不会出现大量废气与废热，能量转化效率目前能达到约40％～60％，而内燃机的转换效率只有10～20％左右。能量转换率高，就可以节省许多的能源。

3．可使用的燃料范围广

燃料动力电池可使用的燃料范围非常广泛，含有氢原子的能源都可以用作燃料动力电池的燃料。氢可以通过水分解来获得，也可以通过其他的可再生能源来获得，如天然气、丙烷、煤炭、沼气、甲醇等等。可使用的燃料范围广，能源多样性就强，这样可以降低对现有重要能源石油的依赖性，优化能源结构，缓解能源紧张的问题。

4．安全性相对较高

燃料动力电池在工作过程中，电池温度不会超过100℃，假如加上冷却措施，温度还会更低，此外燃料动力电池的外壳假如破裂，也不会出现爆炸，只会有燃烧反应，相对其他电池来说安全性更高。

5．稳定性强

燃料动力电池不管是高于其额定功率运行还是低于其额定功率运行，它都能稳定承受，并且效率变化不大。除此之外，它还能够在短时过载能力可以达到额定功率的200％且仍能稳定运行，非常适用于汽车的加速、爬坡等情况。

6．运行时噪音低

燃料动力电池的结构非常简单，除了空气压缩机和冷却系统以外没有其他的运动零部件，因此在运行的时候噪音非常低。

燃料动力电池的劣势

1．电池生产成本高

燃料动力电池本身结构简单，拥有的零部件不多，但是目前最常见的质子交换膜燃料动力电池要用到的铂金属，铂金属资源稀缺，价格高昂，也因此导致燃料动力电池的生产成本升高。

2．燃料制取成本高

目前燃料动力电池多数还是以氢能源为主，而氢气的制取目前还是以电解水为主，这就要消耗电力来获得氢气，导致制取成本高。

3．燃料储存难度高

氢气作为目前燃料动力电池的重要燃料，在储存和运输时，要高压、密封，保证不能泄漏，这就对储存技术提出了很高的要求。

4．配套基础设施不足

虽然燃料动力电池目前正在慢慢普及，但是其配套的基础设施却没有跟上，电动汽车资源网了解到，截止至2018年二月，我国已建成及在建的加氢站有31座，但运营中的却只有12座，这是远远不够的。