近日公布的《電(dian)動汽車科技(ji)發展“十二五”專項規劃(hua)(摘要(yao))》指出；“要(yao)開發面向(xiang)示范和(he)產品(pin)驗(yan)證的燃(ran)料電(dian)池系(xi)統”及“研發面向(xiang)技(ji)術突破的下一代燃(ran)料電(dian)池系(xi)統”。

　　近年來(lai)，燃(ran)(ran)料電池及燃(ran)(ran)料電池汽(qi)車(che)技(ji)術取(qu)得(de)突(tu)破性進展(zhan)，國際上各大汽(qi)車(che)集團(tuan)持續投入開(kai)展(zhan)燃(ran)(ran)料電池汽(qi)車(che)研(yan)發，燃(ran)(ran)料電池汽(qi)車(che)整車(che)成(cheng)本顯著(zhu)下降，性能(neng)(neng)指標已接近商(shang)業(ye)化(hua)水(shui)平(ping)。對此，有專家表示，作為新(xin)能(neng)(neng)源汽(qi)車(che)的重(zhong)要組成(cheng)部(bu)分(fen)，燃(ran)(ran)料電池汽(qi)車(che)正迎來(lai)重(zhong)要發展(zhan)期(qi)。

　　優勢與掣肘因(yin)素(su)均(jun)很明顯(xian)

　　專家表示，與傳統(tong)汽車相比(bi)，燃料電池汽車具有(you)零排(pai)放(fang)或近似零排(pai)放(fang)，減少(shao)機(ji)(ji)油(you)泄露帶來的水污染，降(jiang)低溫室氣體(ti)的排(pai)放(fang)，提高了燃油(you)經濟性，提高了發動機(ji)(ji)燃燒效(xiao)率，運行(xing)平穩、無(wu)噪聲等諸多優點(dian)。

　　據了解，燃(ran)料(liao)電(dian)(dian)(dian)(dian)池汽(qi)車(che)利用(yong)與電(dian)(dian)(dian)(dian)解完全(quan)相反的原理，通(tong)過氫(qing)氣(qi)(qi)(qi)和空氣(qi)(qi)(qi)中的氧(yang)氣(qi)(qi)(qi)發(fa)生化學(xue)反應產生的電(dian)(dian)(dian)(dian)帶動(dong)發(fa)動(dong)機(ji)運轉(zhuan)，從而驅動(dong)汽(qi)車(che)行(xing)(xing)駛(shi)(shi)。與電(dian)(dian)(dian)(dian)動(dong)汽(qi)車(che)利用(yong)已儲存(cun)的電(dian)(dian)(dian)(dian)驅動(dong)汽(qi)車(che)行(xing)(xing)駛(shi)(shi)不(bu)同(tong)，燃(ran)料(liao)電(dian)(dian)(dian)(dian)池汽(qi)車(che)一邊發(fa)電(dian)(dian)(dian)(dian)一邊行(xing)(xing)駛(shi)(shi)，在行(xing)(xing)駛(shi)(shi)過程中僅(jin)排出水，不(bu)會產生污(wu)染空氣(qi)(qi)(qi)的有害氣(qi)(qi)(qi)體。同(tong)時(shi)，氫(qing)氣(qi)(qi)(qi)的能(neng)源密度是車(che)載鋰離子電(dian)(dian)(dian)(dian)池10倍，充一次(ci)氫(qing)氣(qi)(qi)(qi)可(ke)(ke)以行(xing)(xing)駛(shi)(shi)更(geng)長的距離，燃(ran)料(liao)電(dian)(dian)(dian)(dian)池的能(neng)量轉(zhuan)換效率比內(nei)燃(ran)機(ji)要高2-3倍。此外，電(dian)(dian)(dian)(dian)動(dong)汽(qi)車(che)需長時(shi)間充電(dian)(dian)(dian)(dian)，燃(ran)料(liao)電(dian)(dian)(dian)(dian)池汽(qi)車(che)則可(ke)(ke)以在短時(shi)間內(nei)完成(cheng)加(jia)氣(qi)(qi)(qi)。

　　近(jin)年(nian)(nian)來，各國(guo)政府和汽(qi)車(che)生產商紛紛看好氫(qing)(qing)(qing)能。美(mei)國(guo)能源部的(de)報告稱，以燃(ran)料電池(氫(qing)(qing)(qing)燃(ran)料電池車(che)和發(fa)電裝置等)為核心的(de)清潔(jie)利用方式，正在(zai)成為氫(qing)(qing)(qing)能市(shi)場新的(de)增長點(dian)。美(mei)國(guo)工(gong)程院最近(jin)預計，氫(qing)(qing)(qing)燃(ran)料電池車(che)將在(zai)2015年(nian)(nian)批(pi)量進(jin)入發(fa)達國(guo)家市(shi)場，并將在(zai)15-20年(nian)(nian)之內取(qu)代現有燃(ran)油車(che)及混合動(dong)力車(che)，占據(ju)全球(qiu)汽(qi)車(che)市(shi)場的(de)主導地(di)位。數據(ju)顯(xian)示，截至2010年(nian)(nian)年(nian)(nian)底，全球(qiu)加氫(qing)(qing)(qing)站(zhan)總(zong)數已達212座(zuo)；2011年(nian)(nian)，又有127座(zuo)加氫(qing)(qing)(qing)站(zhan)在(zai)建，加氫(qing)(qing)(qing)站(zhan)的(de)建設正逐步向網絡化方向發(fa)展。

　　燃料(liao)電(dian)(dian)池(chi)(chi)汽車雖(sui)然優(you)點很(hen)(hen)明顯，但是現在(zai)也(ye)存在(zai)氫(qing)(qing)氣的(de)制取、儲存與(yu)燃料(liao)電(dian)(dian)池(chi)(chi)成本(ben)高(gao)昂等掣肘(zhou)因素。據中國工程院院士楊(yang)裕生介紹，以電(dian)(dian)解水方法(fa)制氫(qing)(qing)，耗電(dian)(dian)4千(qian)瓦時(shi)可以制氫(qing)(qing)1立方米(mi)，然而1立方米(mi)氫(qing)(qing)氣在(zai)燃料(liao)電(dian)(dian)池(chi)(chi)中只(zhi)能產生1.2千(qian)瓦時(shi)的(de)電(dian)(dian)能，得不(bu)償失(shi)。此(ci)外，由(you)于(yu)氫(qing)(qing)的(de)密度(du)很(hen)(hen)小、只(zhi)有(you)天(tian)然氣的(de)1/8，儲存體(ti)積(ji)很(hen)(hen)大，無(wu)法(fa)直接裝存使用。同時(shi)，作(zuo)為(wei)目(mu)前(qian)主流燃料(liao)電(dian)(dian)池(chi)(chi)催化(hua)劑的(de)原料(liao)――鉑，據不(bu)完(wan)全(quan)統(tong)計，全(quan)球鉑族(zu)元素礦產資(zi)源(yuan)總儲量約為(wei)3.1萬噸，其中鉑金總儲量約為(wei)1.4萬噸，遠遠無(wu)法(fa)滿足燃料(liao)電(dian)(dian)池(chi)(chi)汽車大規模(mo)產業化(hua)的(de)需求,也(ye)造(zao)成了當前(qian)燃料(liao)電(dian)(dian)池(chi)(chi)價格的(de)居高(gao)不(bu)下。

　　近日，芬蘭研究人員開發出一種能降低燃料電池制(zhi)(zhi)造(zao)(zao)成(cheng)本(ben)的(de)新方(fang)法。研究人員通過采(cai)用原(yuan)子(zi)層沉積(ALD)法制(zhi)(zhi)取納(na)米粒(li)子(zi)催(cui)化(hua)(hua)劑，使燃料電(dian)池(chi)的(de)陽極催(cui)化(hua)(hua)劑覆蓋層比(bi)以前薄很多，催(cui)化(hua)(hua)劑需要量減(jian)少60%，能(neng)(neng)夠顯著降低成(cheng)本(ben)，提高質量。研究結(jie)果表明，采(cai)用該方(fang)法制(zhi)(zhi)備的(de)貴金屬納(na)米粒(li)子(zi)催(cui)化(hua)(hua)劑與目前商(shang)業燃料電(dian)池(chi)催(cui)化(hua)(hua)劑相比(bi)，具有較低催(cui)化(hua)(hua)劑負載(zai)，但卻能(neng)(neng)提供類似(si)的(de)活性，采(cai)用該方(fang)法制(zhi)(zhi)造(zao)(zao)的(de)燃料電(dian)池(chi)可能(neng)(neng)在5-10年內開(kai)始商(shang)業化(hua)(hua)生(sheng)產。

　　國(guo)外政企聯動搶占制高點

　　此(ci)(ci)前，有報道稱，豐(feng)田、戴姆勒、通(tong)用、日產(chan)等11家(jia)(jia)全球主要汽(qi)車(che)生產(chan)企(qi)業即(ji)將(jiang)締結聯盟(meng)，統(tong)一(yi)(yi)下一(yi)(yi)代(dai)新(xin)能(neng)源(yuan)燃料電池汽(qi)車(che)的(de)液態氫(qing)供給系統(tong)的(de)規格。據了解(jie)，11家(jia)(jia)汽(qi)車(che)企(qi)業已基本同意將(jiang)統(tong)一(yi)(yi)由儲存罐向車(che)體(ti)(ti)注入氫(qing)氣的(de)連(lian)接器(qi)的(de)規格，2012年內還(huan)將(jiang)完成國(guo)(guo)際標準化組織的(de)資格認定。與(yu)此(ci)(ci)相對應，在(zai)電動汽(qi)車(che)領域，統(tong)一(yi)(yi)連(lian)接充電器(qi)和車(che)體(ti)(ti)電線插頭國(guo)(guo)際規格的(de)動作則有些遲緩。在(zai)燃料電池汽(qi)車(che)領域，各廠(chang)商在(zai)規格統(tong)一(yi)(yi)問(wen)題上(shang)達成一(yi)(yi)致，將(jiang)極大(da)地推動燃料電池汽(qi)車(che)的(de)普及。

　　近年來，德國(guo)、美國(guo)、日本等(deng)國(guo)都(dou)在實施氫(qing)能(neng)(neng)產(chan)業化(hua)未來規劃，重點發展氫(qing)燃(ran)料(liao)電池(chi)車和(he)公路加(jia)(jia)氫(qing)站(zhan)(zhan)。在各國(guo)政府的(de)扶持和(he)汽車產(chan)業的(de)推動下(xia)，氫(qing)能(neng)(neng)產(chan)業化(hua)的(de)兩大瓶頸問題――加(jia)(jia)氣站(zhan)(zhan)和(he)燃(ran)料(liao)電池(chi)汽車，正逐漸(jian)被打(da)破。與此(ci)同(tong)時，寶(bao)馬、通用、豐(feng)田等(deng)全球主要汽車商都(dou)已(yi)提前作好技術儲備(bei)。

　　據(ju)統計，德國(guo)(guo)已(yi)經(jing)先后投(tou)(tou)入(ru)10多億歐(ou)元用于開發(fa)燃(ran)料(liao)電池汽(qi)車。按(an)照計劃，德國(guo)(guo)將(jiang)在(zai)(zai)2015年建成1000個加(jia)氫站，開始實現燃(ran)料(liao)電池動力汽(qi)車的(de)(de)(de)大規模商(shang)業化，到2020年，將(jiang)有100萬輛電動車和50萬輛燃(ran)料(liao)電池汽(qi)車投(tou)(tou)入(ru)使用。為盡(jin)早(zao)(zao)搶占市場有利地(di)(di)位，德國(guo)(guo)奔馳研(yan)發(fa)的(de)(de)(de)3輛燃(ran)料(liao)電池原型車完成了橫跨4大洲、14個國(guo)(guo)家繞地(di)(di)球(qiu)行(xing)駛1周的(de)(de)(de)創舉。此外，奔馳在(zai)(zai)德國(guo)(guo)還有36輛氫燃(ran)料(liao)電池大巴，已(yi)收集到200萬千米的(de)(de)(de)運行(xing)數據(ju)。目前，氫料(liao)燃(ran)大巴比早(zao)(zao)期的(de)(de)(de)燃(ran)料(liao)消耗降低50%，性(xing)能和行(xing)駛里程均顯(xian)著提高(gao)。今(jin)年，戴(dai)姆(mu)(mu)勒將(jiang)與世界最大的(de)(de)(de)工業氣體(ti)供應商(shang)林德集團(tuan)進行(xing)合(he)作，以城市為中心，增加(jia)20處氫氣站。戴(dai)姆(mu)(mu)勒還與雷諾―日產開展技術合(he)作，計劃2015年左右在(zai)(zai)日本市場投(tou)(tou)放燃(ran)料(liao)電池汽(qi)車。

　　日(ri)本已有(you)13家國內石油和氣體公(gong)司(si)宣(xuan)布，將在2015年(nian)前(qian)共同(tong)大力(li)發展氫(qing)能基(ji)礎設(she)施。其中，包(bao)括在2025年(nian)前(qian)實現建設(she)1000座加氫(qing)站和200萬輛燃料電池汽(qi)車(che)的(de)計(ji)劃。目前(qian)，豐(feng)田氫(qing)燃料電池車(che)高(gao)壓儲氫(qing)罐壓力(li)已從35兆帕(pa)(pa)提高(gao)到(dao)(dao)70兆帕(pa)(pa)，儲氫(qing)罐容量從148升(sheng)增(zeng)加到(dao)(dao)156升(sheng)，貯存氫(qing)的(de)量比原來高(gao)1倍以上(shang)，從而能保(bao)證續駛(shi)里程提高(gao)1倍。同(tong)時，豐(feng)田與日(ri)本最大煉油商JX日(ri)礦日(ri)石能源公(gong)司(si)等13家企業將從2013年(nian)開始共同(tong)建設(she)氫(qing)氣站。隨著(zhu)日(ri)本相(xiang)關部門放寬(kuan)氫(qing)氣罐的(de)相(xiang)關安(an)全規格，2015年(nian)，這13家企業將氫(qing)氣站增(zeng)加到(dao)(dao)100處。

　　在(zai)此(ci)領域(yu)，美(mei)國不甘落(luo)后，已在(zai)其(qi)東部地區建成加氫站高速公路，加注點(dian)全部為(wei)太(tai)陽能電解(jie)(jie)水制氫，同時加緊相(xiang)關研發(fa)。在(zai)美(mei)國通用公司的努(nu)力下，氫燃(ran)料電池發(fa)動機(ji)的體積減(jian)小了(le)50%，與四(si)缸內燃(ran)機(ji)相(xiang)當，重量減(jian)輕100千克。據了(le)解(jie)(jie)，性(xing)能更高的第(di)四(si)、第(di)五代燃(ran)料電池汽車也已開發(fa)成功。

　　國內產學(xue)研(yan)攜手奮起直追

　　2012年年初，由同(tong)濟大學(xue)(xue)倡議，國內(nei)一批在(zai)新能源(yuan)汽車、地(di)面交通、信息等領域具有優(you)勢的(de)高(gao)校(xiao)、科研院所和骨干企業共同(tong)發起組建(jian)的(de)中(zhong)國燃(ran)料電池汽車技術創(chuang)新戰略聯(lian)盟和先(xian)進地(di)面交通創(chuang)新聯(lian)盟在(zai)同(tong)濟大學(xue)(xue)同(tong)時揭牌和簽約成立(li)。

　　據了(le)解(jie)，與國(guo)外不同(tong)的是，目前我國(guo)燃料(liao)(liao)電(dian)(dian)(dian)(dian)池(chi)行業(ye)重在(zai)研(yan)發而非(fei)產業(ye)化，國(guo)內(nei)有60多家機構在(zai)從事燃料(liao)(liao)電(dian)(dian)(dian)(dian)池(chi)的研(yan)究。同(tong)時，我國(guo)燃料(liao)(liao)電(dian)(dian)(dian)(dian)池(chi)市場重點在(zai)運輸(shu)工具領域(yu)(yu)。與此相(xiang)對(dui)應(ying)，我國(guo)燃料(liao)(liao)電(dian)(dian)(dian)(dian)池(chi)投入(ru)最大的領域(yu)(yu)是質子(zi)交換膜(PEM)，以(yi)適(shi)用于車(che)用燃料(liao)(liao)電(dian)(dian)(dian)(dian)池(chi)市場。同(tong)時，對(dui)燃料(liao)(liao)電(dian)(dian)(dian)(dian)池(chi)另外兩(liang)大瓶頸――燃料(liao)(liao)儲(chu)存和燃料(liao)(liao)基礎設施(shi)的研(yan)究投入(ru)也占相(xiang)當大比(bi)例。

　　專家表示(shi)，由(you)于(yu)沒(mei)有(you)(you)市場(chang)，我國(guo)的(de)燃料(liao)(liao)電(dian)池企(qi)業(ye)以中小企(qi)業(ye)為主，很(hen)多企(qi)業(ye)依靠國(guo)家項目維持，而能夠獲得風險投資(zi)(zi)的(de)僅有(you)(you)一家企(qi)業(ye)，大多數民營企(qi)業(ye)還掙(zheng)扎在等待(dai)市場(chang)、融資(zi)(zi)難、力量薄弱等多重漩(xuan)渦之(zhi)中。同(tong)時(shi)，國(guo)內氫能企(qi)業(ye)生(sheng)存(cun)壓力較(jiao)大，制氫、測試、集(ji)成等輔助工業(ye)尚且(qie)具有(you)(you)一定規模(mo)，但(dan)是(shi)(shi)由(you)于(yu)產(chan)業(ye)鏈(lian)沒(mei)有(you)(you)打通，制氫、儲氫、運輸體系不健(jian)全，尤其是(shi)(shi)關鍵的(de)燃料(liao)(liao)電(dian)池技(ji)術遲遲沒(mei)有(you)(you)突(tu)破，整(zheng)個行業(ye)的(de)規模(mo)化(hua)生(sheng)產(chan)還有(you)(you)待(dai)時(shi)日。

　　截至目前，我國燃料電池汽車已通過北京奧運會、上海世博會等重大活動平臺開展示范應用。但同時，我國在燃料電池的一些關鍵技術(shu)上與國際(ji)先(xian)進(jin)水平仍有差距。例如，有資料表明，我國作為公(gong)交車(che)(che)示范運營的燃(ran)料電池客(ke)車(che)(che)其運行壽(shou)命還未超過(guo)3000小時(shi)，而美(mei)國UTC研制的城市客(ke)車(che)(che)用燃(ran)料電池發動機(ji)的系統(tong)壽(shou)命已(yi)在(zai)道路試驗條件(jian)下超過(guo)5000小時(shi)。

　　據了解，為加速中國燃(ran)(ran)(ran)料(liao)電池(chi)汽車發展而成立的中國燃(ran)(ran)(ran)料(liao)電池(chi)汽車技(ji)術創新戰(zhan)略聯盟(meng)，其目的在(zai)于緊密(mi)結合(he)國家“十二五”規劃和燃(ran)(ran)(ran)料(liao)電池(chi)汽車產業(ye)發展的技(ji)術需(xu)求(qiu)，通過(guo)開展合(he)作攻(gong)關(guan)、自主(zhu)技(ji)術創新，力爭早日攻(gong)克燃(ran)(ran)(ran)料(liao)電池(chi)汽車的關(guan)鍵核心及瓶頸技(ji)術，解決我國燃(ran)(ran)(ran)料(liao)電池(chi)汽車工程技(ji)術和產業(ye)化(hua)難題，加快我國燃(ran)(ran)(ran)料(liao)電池(chi)汽車產業(ye)化(hua)進程。