近日公布的《電(dian)動汽車科技發展(zhan)“十二五”專(zhuan)項規(gui)劃(hua)(摘要)》指出；“要開發面(mian)向示范和產(chan)品驗證的燃(ran)料電(dian)池系統(tong)”及“研發面(mian)向技術突破的下一代燃(ran)料電(dian)池系統(tong)”。

　　近年來，燃料電(dian)(dian)池及燃料電(dian)(dian)池汽(qi)(qi)(qi)車(che)(che)技術取得突破性(xing)進展(zhan)(zhan)，國際上各大汽(qi)(qi)(qi)車(che)(che)集團持續投入開(kai)展(zhan)(zhan)燃料電(dian)(dian)池汽(qi)(qi)(qi)車(che)(che)研發(fa)，燃料電(dian)(dian)池汽(qi)(qi)(qi)車(che)(che)整車(che)(che)成本顯著下降(jiang)，性(xing)能(neng)(neng)指(zhi)標已接近商業化水平。對此，有專家表示，作為(wei)新能(neng)(neng)源汽(qi)(qi)(qi)車(che)(che)的(de)重要(yao)組成部分(fen)，燃料電(dian)(dian)池汽(qi)(qi)(qi)車(che)(che)正迎來重要(yao)發(fa)展(zhan)(zhan)期(qi)。

　　優勢與掣肘因素均很(hen)明(ming)顯

　　專家表示，與傳統(tong)汽(qi)車相比，燃(ran)料(liao)電池汽(qi)車具有(you)零排(pai)放或近似零排(pai)放，減少機(ji)(ji)油泄(xie)露帶(dai)來(lai)的水污染，降低溫室氣體(ti)的排(pai)放，提(ti)高(gao)了(le)燃(ran)油經濟(ji)性，提(ti)高(gao)了(le)發動(dong)機(ji)(ji)燃(ran)燒效率，運行平(ping)穩、無噪(zao)聲等(deng)諸多優點。

　　據了解(jie)，燃(ran)料(liao)(liao)電(dian)(dian)池(chi)汽車利用(yong)與電(dian)(dian)解(jie)完全相反的(de)原(yuan)理，通過氫氣(qi)(qi)(qi)和空氣(qi)(qi)(qi)中的(de)氧氣(qi)(qi)(qi)發(fa)生(sheng)化學反應產生(sheng)的(de)電(dian)(dian)帶動(dong)(dong)(dong)發(fa)動(dong)(dong)(dong)機運轉，從而驅動(dong)(dong)(dong)汽車行(xing)(xing)駛(shi)(shi)。與電(dian)(dian)動(dong)(dong)(dong)汽車利用(yong)已儲存的(de)電(dian)(dian)驅動(dong)(dong)(dong)汽車行(xing)(xing)駛(shi)(shi)不(bu)同，燃(ran)料(liao)(liao)電(dian)(dian)池(chi)汽車一(yi)邊發(fa)電(dian)(dian)一(yi)邊行(xing)(xing)駛(shi)(shi)，在行(xing)(xing)駛(shi)(shi)過程(cheng)中僅排出水，不(bu)會(hui)產生(sheng)污染空氣(qi)(qi)(qi)的(de)有害氣(qi)(qi)(qi)體。同時，氫氣(qi)(qi)(qi)的(de)能(neng)源(yuan)密(mi)度是車載鋰離(li)子電(dian)(dian)池(chi)10倍(bei)，充一(yi)次氫氣(qi)(qi)(qi)可以行(xing)(xing)駛(shi)(shi)更長(chang)的(de)距離(li)，燃(ran)料(liao)(liao)電(dian)(dian)池(chi)的(de)能(neng)量轉換效率比內(nei)燃(ran)機要高2-3倍(bei)。此外，電(dian)(dian)動(dong)(dong)(dong)汽車需長(chang)時間充電(dian)(dian)，燃(ran)料(liao)(liao)電(dian)(dian)池(chi)汽車則可以在短時間內(nei)完成加氣(qi)(qi)(qi)。

　　近年(nian)(nian)來，各(ge)國(guo)(guo)(guo)政(zheng)府(fu)和汽(qi)車(che)(che)生(sheng)產商紛(fen)(fen)紛(fen)(fen)看好氫(qing)(qing)能。美國(guo)(guo)(guo)能源部的報(bao)告稱，以燃料電(dian)池(chi)(氫(qing)(qing)燃料電(dian)池(chi)車(che)(che)和發(fa)電(dian)裝(zhuang)置等)為核心的清(qing)潔利(li)用方式，正在(zai)成為氫(qing)(qing)能市場新的增長(chang)點。美國(guo)(guo)(guo)工程院最近預(yu)計，氫(qing)(qing)燃料電(dian)池(chi)車(che)(che)將在(zai)2015年(nian)(nian)批量進入發(fa)達(da)國(guo)(guo)(guo)家市場，并將在(zai)15-20年(nian)(nian)之內取(qu)代現(xian)有燃油(you)車(che)(che)及混合動力車(che)(che)，占據(ju)全球汽(qi)車(che)(che)市場的主(zhu)導地位。數據(ju)顯示(shi)，截至2010年(nian)(nian)年(nian)(nian)底，全球加(jia)氫(qing)(qing)站總數已(yi)達(da)212座(zuo)；2011年(nian)(nian)，又有127座(zuo)加(jia)氫(qing)(qing)站在(zai)建(jian)，加(jia)氫(qing)(qing)站的建(jian)設正逐步向網絡(luo)化方向發(fa)展。

　　燃(ran)料(liao)(liao)電(dian)(dian)(dian)池(chi)汽車雖然優點很(hen)明顯(xian)，但(dan)是現在也存在氫(qing)(qing)氣(qi)的制取、儲(chu)存與(yu)燃(ran)料(liao)(liao)電(dian)(dian)(dian)池(chi)成本高昂等(deng)掣肘因素。據中國(guo)工程院院士楊裕(yu)生(sheng)介(jie)紹，以電(dian)(dian)(dian)解水方(fang)(fang)法制氫(qing)(qing)，耗電(dian)(dian)(dian)4千瓦時可(ke)以制氫(qing)(qing)1立方(fang)(fang)米，然而1立方(fang)(fang)米氫(qing)(qing)氣(qi)在燃(ran)料(liao)(liao)電(dian)(dian)(dian)池(chi)中只能產(chan)生(sheng)1.2千瓦時的電(dian)(dian)(dian)能，得(de)不償失。此外，由于氫(qing)(qing)的密度很(hen)小、只有天然氣(qi)的1/8，儲(chu)存體積很(hen)大，無法直接裝存使用。同時，作為目(mu)前(qian)主流燃(ran)料(liao)(liao)電(dian)(dian)(dian)池(chi)催化劑的原料(liao)(liao)――鉑(bo)，據不完全統(tong)計，全球鉑(bo)族元素礦產(chan)資源總(zong)儲(chu)量(liang)約為3.1萬噸，其中鉑(bo)金(jin)總(zong)儲(chu)量(liang)約為1.4萬噸，遠(yuan)遠(yuan)無法滿足燃(ran)料(liao)(liao)電(dian)(dian)(dian)池(chi)汽車大規模產(chan)業化的需求,也造成了當(dang)前(qian)燃(ran)料(liao)(liao)電(dian)(dian)(dian)池(chi)價格(ge)的居高不下。

　　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)成本的新方(fang)法(fa)。研(yan)究(jiu)人員通過采(cai)用原子(zi)層沉積(ALD)法(fa)制(zhi)(zhi)取納(na)米粒(li)子(zi)催化(hua)(hua)(hua)劑(ji)，使(shi)燃(ran)(ran)(ran)料電池(chi)的陽極催化(hua)(hua)(hua)劑(ji)覆蓋層比(bi)以前(qian)薄很(hen)多，催化(hua)(hua)(hua)劑(ji)需要量減少60%，能(neng)夠顯著降低成本，提高質(zhi)量。研(yan)究(jiu)結果(guo)表(biao)明，采(cai)用該(gai)方(fang)法(fa)制(zhi)(zhi)備的貴金屬納(na)米粒(li)子(zi)催化(hua)(hua)(hua)劑(ji)與目(mu)前(qian)商(shang)(shang)業(ye)燃(ran)(ran)(ran)料電池(chi)催化(hua)(hua)(hua)劑(ji)相比(bi)，具有較低催化(hua)(hua)(hua)劑(ji)負載，但卻能(neng)提供類似的活性，采(cai)用該(gai)方(fang)法(fa)制(zhi)(zhi)造(zao)的燃(ran)(ran)(ran)料電池(chi)可能(neng)在5-10年內開始商(shang)(shang)業(ye)化(hua)(hua)(hua)生產。

　　國外政(zheng)企聯動搶占制高點

　　此前，有報道(dao)稱，豐田(tian)、戴姆勒、通用、日產等11家(jia)全(quan)球主要汽車生產企業即(ji)將(jiang)締結聯盟(meng)，統(tong)一(yi)下一(yi)代新能源燃料電(dian)池汽車的(de)液(ye)態氫供給系統(tong)的(de)規(gui)(gui)格(ge)。據了解，11家(jia)汽車企業已基本(ben)同意將(jiang)統(tong)一(yi)由儲存罐(guan)向車體注入氫氣的(de)連(lian)接器的(de)規(gui)(gui)格(ge)，2012年內還將(jiang)完成(cheng)國(guo)際標(biao)準化組織的(de)資(zi)格(ge)認定。與此相對應，在電(dian)動(dong)汽車領(ling)域，統(tong)一(yi)連(lian)接充電(dian)器和車體電(dian)線(xian)插頭(tou)國(guo)際規(gui)(gui)格(ge)的(de)動(dong)作則(ze)有些遲緩。在燃料電(dian)池汽車領(ling)域，各(ge)廠商(shang)在規(gui)(gui)格(ge)統(tong)一(yi)問題上達成(cheng)一(yi)致(zhi)，將(jiang)極大地推(tui)動(dong)燃料電(dian)池汽車的(de)普(pu)及。

　　近(jin)年來，德(de)國、美(mei)國、日本等國都(dou)在(zai)實施氫(qing)能產(chan)業(ye)化(hua)未來規劃，重點發展氫(qing)燃料電池車(che)和公路加(jia)氫(qing)站。在(zai)各國政府的扶持和汽車(che)產(chan)業(ye)的推動下，氫(qing)能產(chan)業(ye)化(hua)的兩(liang)大瓶頸問題(ti)――加(jia)氣站和燃料電池汽車(che)，正逐漸被打破。與此同時，寶馬、通用、豐(feng)田等全(quan)球(qiu)主要汽車(che)商都(dou)已(yi)提前作好技術儲(chu)備。

　　據(ju)統計(ji)，德(de)國(guo)(guo)已經先(xian)后投(tou)入10多(duo)億歐元用(yong)于開(kai)發燃(ran)(ran)料(liao)(liao)電池汽車(che)。按照計(ji)劃，德(de)國(guo)(guo)將(jiang)(jiang)在2015年(nian)建(jian)成1000個(ge)加(jia)氫(qing)(qing)站(zhan)，開(kai)始實現燃(ran)(ran)料(liao)(liao)電池動(dong)力汽車(che)的大(da)(da)規模商(shang)業化，到2020年(nian)，將(jiang)(jiang)有100萬(wan)(wan)輛(liang)電動(dong)車(che)和50萬(wan)(wan)輛(liang)燃(ran)(ran)料(liao)(liao)電池汽車(che)投(tou)入使用(yong)。為盡早(zao)搶(qiang)占市場有利地位(wei)，德(de)國(guo)(guo)奔馳研發的3輛(liang)燃(ran)(ran)料(liao)(liao)電池原型車(che)完成了橫跨(kua)4大(da)(da)洲、14個(ge)國(guo)(guo)家繞(rao)地球行(xing)駛1周(zhou)的創舉(ju)。此外，奔馳在德(de)國(guo)(guo)還有36輛(liang)氫(qing)(qing)燃(ran)(ran)料(liao)(liao)電池大(da)(da)巴，已收集(ji)到200萬(wan)(wan)千(qian)米的運行(xing)數(shu)據(ju)。目前，氫(qing)(qing)料(liao)(liao)燃(ran)(ran)大(da)(da)巴比早(zao)期的燃(ran)(ran)料(liao)(liao)消耗降(jiang)低50%，性能和行(xing)駛里程均顯(xian)著提高。今年(nian)，戴(dai)姆勒將(jiang)(jiang)與世(shi)界(jie)最大(da)(da)的工業氣(qi)體供應商(shang)林德(de)集(ji)團進行(xing)合(he)作，以城市為中心，增(zeng)加(jia)20處氫(qing)(qing)氣(qi)站(zhan)。戴(dai)姆勒還與雷諾―日(ri)產開(kai)展技術合(he)作，計(ji)劃2015年(nian)左右在日(ri)本市場投(tou)放燃(ran)(ran)料(liao)(liao)電池汽車(che)。

　　日(ri)(ri)本(ben)已有13家國內石油和氣(qi)體公司(si)宣布，將在2015年(nian)前(qian)共同大(da)力發展(zhan)氫(qing)(qing)能基礎設(she)施。其中(zhong)，包括在2025年(nian)前(qian)實現建(jian)設(she)1000座加氫(qing)(qing)站(zhan)(zhan)和200萬輛燃(ran)料電池(chi)汽車的計劃。目前(qian)，豐田氫(qing)(qing)燃(ran)料電池(chi)車高(gao)(gao)壓(ya)(ya)儲(chu)氫(qing)(qing)罐壓(ya)(ya)力已從35兆帕提高(gao)(gao)到(dao)70兆帕，儲(chu)氫(qing)(qing)罐容量從148升(sheng)增(zeng)加到(dao)156升(sheng)，貯存(cun)氫(qing)(qing)的量比(bi)原來(lai)高(gao)(gao)1倍(bei)以上(shang)，從而(er)能保證續駛里程提高(gao)(gao)1倍(bei)。同時，豐田與日(ri)(ri)本(ben)最大(da)煉油商JX日(ri)(ri)礦日(ri)(ri)石能源公司(si)等13家企業將從2013年(nian)開始共同建(jian)設(she)氫(qing)(qing)氣(qi)站(zhan)(zhan)。隨著日(ri)(ri)本(ben)相(xiang)關部(bu)門放寬氫(qing)(qing)氣(qi)罐的相(xiang)關安全(quan)規(gui)格(ge)，2015年(nian)，這13家企業將氫(qing)(qing)氣(qi)站(zhan)(zhan)增(zeng)加到(dao)100處(chu)。

　　在此(ci)領域，美(mei)國不甘落后(hou)，已在其(qi)東部(bu)(bu)地(di)區建成加氫(qing)(qing)站高(gao)速(su)公路(lu)，加注點(dian)全(quan)部(bu)(bu)為太陽(yang)能(neng)電解水制(zhi)氫(qing)(qing)，同時加緊相關(guan)研發(fa)。在美(mei)國通用公司的努力(li)下(xia)，氫(qing)(qing)燃料電池(chi)發(fa)動(dong)機的體積減小(xiao)了50%，與四(si)(si)缸內燃機相當，重量減輕100千克(ke)。據了解，性能(neng)更高(gao)的第(di)四(si)(si)、第(di)五代燃料電池(chi)汽車也(ye)已開發(fa)成功。

　　國內產學研攜手奮起直(zhi)追

　　2012年年初，由(you)同濟大(da)(da)學(xue)倡議，國內一批在新(xin)(xin)能(neng)源汽車、地(di)面交通、信息(xi)等領域具有(you)優勢的高校、科研院所(suo)和骨干企業共同發起組建的中國燃料(liao)電池(chi)汽車技術創新(xin)(xin)戰略聯盟和先進地(di)面交通創新(xin)(xin)聯盟在同濟大(da)(da)學(xue)同時揭牌和簽約成立。

　　據了解，與國(guo)(guo)外不(bu)同(tong)的是(shi)，目前(qian)我(wo)(wo)(wo)國(guo)(guo)燃(ran)(ran)料(liao)(liao)電(dian)池(chi)行業重在(zai)(zai)研(yan)發而非產(chan)業化，國(guo)(guo)內(nei)有60多家機構在(zai)(zai)從事燃(ran)(ran)料(liao)(liao)電(dian)池(chi)的研(yan)究(jiu)(jiu)。同(tong)時(shi)，我(wo)(wo)(wo)國(guo)(guo)燃(ran)(ran)料(liao)(liao)電(dian)池(chi)市(shi)場(chang)重點在(zai)(zai)運輸工(gong)具領域(yu)。與此相對應，我(wo)(wo)(wo)國(guo)(guo)燃(ran)(ran)料(liao)(liao)電(dian)池(chi)投入(ru)最大的領域(yu)是(shi)質(zhi)子交(jiao)換膜(PEM)，以(yi)適用于車用燃(ran)(ran)料(liao)(liao)電(dian)池(chi)市(shi)場(chang)。同(tong)時(shi)，對燃(ran)(ran)料(liao)(liao)電(dian)池(chi)另外兩大瓶頸――燃(ran)(ran)料(liao)(liao)儲存和燃(ran)(ran)料(liao)(liao)基礎設施(shi)的研(yan)究(jiu)(jiu)投入(ru)也占相當大比例。

　　專(zhuan)家(jia)表(biao)示，由于(yu)沒有(you)(you)(you)(you)市場，我國(guo)的(de)燃料(liao)電池企業(ye)(ye)(ye)以中小企業(ye)(ye)(ye)為主，很多企業(ye)(ye)(ye)依(yi)靠國(guo)家(jia)項目維持，而能夠獲得風險投資的(de)僅有(you)(you)(you)(you)一家(jia)企業(ye)(ye)(ye)，大多數(shu)民營企業(ye)(ye)(ye)還掙扎在等(deng)待(dai)市場、融資難(nan)、力量薄弱(ruo)等(deng)多重漩渦之中。同(tong)時(shi)，國(guo)內氫(qing)(qing)能企業(ye)(ye)(ye)生存壓(ya)力較(jiao)大，制(zhi)氫(qing)(qing)、測試、集成等(deng)輔(fu)助工業(ye)(ye)(ye)尚且具有(you)(you)(you)(you)一定規模，但是(shi)由于(yu)產業(ye)(ye)(ye)鏈(lian)沒有(you)(you)(you)(you)打通，制(zhi)氫(qing)(qing)、儲氫(qing)(qing)、運輸體系不健全，尤其是(shi)關鍵的(de)燃料(liao)電池技術遲(chi)遲(chi)沒有(you)(you)(you)(you)突(tu)破(po)，整個行業(ye)(ye)(ye)的(de)規模化生產還有(you)(you)(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(de)(de)一些關鍵(jian)技術上與(yu)國(guo)際先進水平(ping)仍有(you)差距。例如，有(you)資(zi)料(liao)表明，我國(guo)作為公交車(che)(che)示范(fan)運(yun)營的(de)(de)燃(ran)料(liao)電池(chi)客車(che)(che)其(qi)運(yun)行壽命(ming)還未超過3000小時(shi)(shi)，而美國(guo)UTC研制的(de)(de)城市客車(che)(che)用燃(ran)料(liao)電池(chi)發動機(ji)的(de)(de)系統壽命(ming)已在道路試驗條件下(xia)超過5000小時(shi)(shi)。

　　據了解，為加速中國(guo)燃(ran)(ran)料(liao)電(dian)池(chi)(chi)汽(qi)(qi)(qi)車發展而成立的(de)中國(guo)燃(ran)(ran)料(liao)電(dian)池(chi)(chi)汽(qi)(qi)(qi)車技(ji)(ji)(ji)術(shu)創新戰(zhan)略聯盟，其目的(de)在于(yu)緊密結合(he)國(guo)家“十二五”規劃和燃(ran)(ran)料(liao)電(dian)池(chi)(chi)汽(qi)(qi)(qi)車產(chan)業(ye)(ye)發展的(de)技(ji)(ji)(ji)術(shu)需(xu)求，通過開展合(he)作(zuo)攻關、自主技(ji)(ji)(ji)術(shu)創新，力爭早日攻克燃(ran)(ran)料(liao)電(dian)池(chi)(chi)汽(qi)(qi)(qi)車的(de)關鍵核(he)心及(ji)瓶頸技(ji)(ji)(ji)術(shu)，解決(jue)我(wo)國(guo)燃(ran)(ran)料(liao)電(dian)池(chi)(chi)汽(qi)(qi)(qi)車工程(cheng)技(ji)(ji)(ji)術(shu)和產(chan)業(ye)(ye)化難題，加快(kuai)我(wo)國(guo)燃(ran)(ran)料(liao)電(dian)池(chi)(chi)汽(qi)(qi)(qi)車產(chan)業(ye)(ye)化進程(cheng)。