研究概况

据最新统计迄今为止推出的燃料电池汽车中，压缩氢气最受关注,这主要是因为这种车型的燃料供给在技术性上最为简单可行。各公司出产的FCV(燃料电池车)从续驶里程、最大时速，到燃油经济性，乃至储氢的压力等方面，都取得了较大进展。

目前日本、韩国和美国等发达国家都将大型燃料电池的开发作为重点研究项目，企业界也纷纷斥以巨资，从事燃料电池技术的研究与开发，现在已取了许多重要成果，使得燃料电池即将取代传统发电机及内燃机而广泛应用于发电及汽车上。

研究现状

对于国内而言氢燃料内燃机的研究比较滞后。直到上世纪80年代，才涌现出了以浙大、天大等著名高等院校为主要代表的对氢内燃机的探索研究，而且研究工作主要针对的是混合燃料发动机，氢燃料通常作为辅助燃料与汽油、柴油等传统燃料混合燃烧；

总的来说我国对氢发动机的研究起步较晚，在关乎氢燃料发动机发展的众多关键技术领域仍然处于空白阶段或是刚刚起步的阶段，如较大规模的制造氢能源、发动机增压技术、氢气的供给系统与系统的安全、发动机控制策略、污染物排放控制技术、综合电子控制管理系统等等都存在不足。在研究的内容方面，绝大多数只是高等院校的理论性探索研究，在核心技术方面差距仍较大，整体的技术水平不高。

国际产品应用

英国政府将大力发展氢燃料电池汽车，计划在2030年之前使英国氢燃料电池车保有量达到160万辆，并在2050年之前使其市场占有率达到30%～50%。政府将从2015年起实现氢燃料电池汽车本土化生产，并自行研发相关技术，另外还将建设氢燃料补给站。目前从今年起的一段时间内，现代、丰田、戴姆勒克莱斯勒、本田等公司都将在荷兰市场推出氢能源汽车。

荷兰政府称将起带头作用，将全球氢能源汽车的发展推上新的阶段。

国内产品应用

2008年我国自主研制的基于大众帕萨特车型，通过改制和集成最新一代燃料电池轿车动力系统平台氢燃料电池轿车在同济大学新能源汽车工程中心举行赴京发车仪式，并在奥运会期间投入运营。这20辆燃料电池汽车以氢气为能源，经氢氧化学反应生成水，从而真正实现零污染。

北京奥运会和上海世博会上使用氢燃料电池车都展示了我国在氢燃料电池车开发应用上的实力和进步，但我国氢燃料电池的研究水平与欧美一些发达国家相比，尚有一定差距，主要表现在我国氢燃料电池轿车车重200多千克，价格贵5倍以上。而且氢燃料电池车仍然处于技术验证与特定考核试验考核阶段。

产品组成

氢燃料电池车主要由高压储气罐、氢燃料电池堆栈、燃料电池升压器、动力蓄电池组、驱动电动机和动力控制单元等组成。

工作原理

在燃料电池堆栈里，进行着氢与氧相结合的反应，其过程中存在电荷转移，从而产生电流。与此同时氢与氧化学反应后正好生成水。

燃料电池堆栈作为一个化学反应池，其最为关键的技术核心为“质子交换薄膜”。在这层薄膜的两侧紧贴着催化剂层，将氢气分解为带电离子状态，因为氢分子体积小，携带电子的氢可以透过薄膜的微小孔洞游离到对面去，但是在携带电子的氢穿越这层薄膜孔洞的过程中，电子被从分子上剥离，只留下带正电的氢质子通过薄膜到达另一端。氢质子被吸引到薄膜另一侧的电极与氧分子结合。薄膜两侧的电极板将氢气拆分成氢离子正电和电子、将氧气拆分成氧原子以捕获电子变为氧离子（负电），电子在电极板之间形成电流，2个氢离子和1个氧离子结合成为水，水成为了该反应过程中的唯一“废料”。从本质来讲整个运行过程就是发电过程。随着氧化反应的进行，电子不断发生转移就形成了驱动汽车所需的电流。

产品优势

节能环保性能优越

纵观氢燃料电池整个运行过程中，除了消耗氧气和空气之外，没有其他的能源消耗，没有加油也没有充电，节能性能毋庸置疑。同时，氢燃料电池堆栈在生产电能的过程中只产生水，因此其最大的优势就是真正的实现了“零排放”目标。

容易实现

燃氢发动机的实用化相对容易实现，传统内燃机结构只需稍加的改动就可以燃用氢气，而且可以充分利用全球现存的车用发动机生产线路和配套设施，因此是目前车用发动机氢能应用解决方案中最具经济性和使用最广泛的。此外，氢内燃机对氢燃料纯度的要求也没有燃料电池那么苛刻，并且在内燃机应用方面，传统的汽车厂商已经拥有了大量的经验。

燃料补充时间与燃油车相当

氢燃料电池车加注氢气的过程非常快速便捷，专用的加氢设备仅需3分钟即可充满氢原料，相对于纯电动车超长的充电等待时间而言，其优势是显而易见的。

性能叫板燃油车

奥迪A7Sportbackh-tronquattro作为一款氢燃料电池车，前后轴各配备了一台最大输出功率85Kw，最大扭矩270Nm的电动机，总功率达170Kw，更提供了高达540Nm的扭矩。该车0-100Km加速7.9秒，最高时速180Km/h，可与汽油车媲美。

应用前景

氢燃料电池的优点是令人难以想象的,如果使纯氢气,它的生产产物只有水,无污染、无噪声、效率高、响应性好等。氢燃料电池不但在汽车上可作为汽车的绿色动力源,而且在工业上也可作为一个大型氢燃料发电站,前景是不言而喻的。整个氢能系统技术中的燃料电池,被加拿大著名科学家斯科特比喻为能源系统的“芯片”,即能源供应中起着重要的关键作用,它进而延伸至整个国民经济和社会发展,以及人民生活中起着不可或缺的重要作用。