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氢燃料电池屡遭“抛弃”的背后:核心技术是硬伤

导读: 相比纯电动汽车的技术路线,为何氢燃料电池汽车在国际上引发了如此大的争议?要解决这个问题,不仅要理解氢燃料电池在技术上的问题和挑战,还要了解各国政府在推动该技术背后的动因。

据《日本经济新闻》报道,日产宣布暂停与戴姆勒及福特合作开发燃料电池车的计划,将力量集中于发展电动汽车。曾经受到热捧的氢燃料电池技术,在其大本营日本遭遇了发展阻碍。

无独有偶,福特汽车也在6月13日也发布声明称,其与戴姆勒位于不列颠哥伦比亚省本那比的燃料电池合资公司将于2018年夏季关闭。不过,分分合合乃商家常事,那边忙着分手,这边奥迪和现代宣布达成专利交叉许可协议,将共同开发氢燃料电池汽车

相比纯电动汽车的技术路线,为何氢燃料电池汽车在国际上引发了如此大的争议?要解决这个问题,不仅要理解氢燃料电池在技术上的问题和挑战,还要了解各国政府在推动该技术背后的动因。

氢燃料电池汽车为何屡遭“抛弃”?

从技术角度来看,燃料电池是一种能量转化装置。与一般电池不同的是,氢燃料电池是一种将氢气和氧气结合起来产生电力、水和热的电化学装置。其反应产生的废料除了微量的二氧化碳和氮氧化物外,主要是水。燃料电池的做功比氢气单纯燃烧的效率要高2-3倍,且安静无污染。

但是,具有这么多优势的燃料电池汽车,为何还会连续被多家车企“抛弃”呢?这就要从氢能产业链谈起。

整个氢能产业链构成包括氢气制备、氢气储运及加注,和氢气应用。其中氢气制备是氢能应用的基础,氢气的储运及加注是氢能应用的核心保障,不同方向的应用是氢能实用化的主要途径和最佳表现形式。根据产业链所处位置不同,链条上的企业大致可细分为三个部分:

上游,主要包含氢资源的生产、运输等;

中游,为燃料电池系统,主要是电堆和氢气储存设备及配件;

下游,是应用板块,包括加氢站、新能源汽车应用等。

分清了这三个环节,下面我们就来看看每个部分所面临的问题和挑战:

一、关键技术难攻克

了解燃料电池电堆部件的人,对燃料电池的核心技术——“质子交换膜”不会陌生,然而截至目前,全球能够商业化供应氢燃料电池质子交换膜材料的公司除了美国杜邦,再无他家。日本境内也有一家公司同样可以生产,但出于众所周知的原因,这家公司拒绝对任何国家销售该产品。

二、成本过高

1、燃料电池车相对独立复杂的动力系统直接导致燃料电池车的成本增加。比如:丰田Mirai售价6.9万美元,远高于其他动力形式的同级别车辆。

2、数据显示,目前,建成一座加氢能力大于200公斤的加氢站需要1000多万元,如此高昂的建设成本显然是加氢站快速发展的最大障碍。

3、在目前技术条件下,氢燃料电池的催化剂是铂金。铂金全世界产量很低且价格昂贵(大概是黄金的2倍),全球年产量约为两百吨,60%还被用作首饰材料。而且铂作为催化剂对氢气纯度要求较高,需要达到99.99%以上。

三、安全问题

燃料电池加氢的背后,需要一整套氢能源生产和运输网络作为支撑。氢气本身的安全问题、加注氢燃料时的安全及操作过程中的安全问题都需要解决好。普遍来说,加氢站储氢装置应该满足能承受高压、具备在线监测功能、发生危险自动报警、良好的经济性要求。显然,满足这些要求的加氢站在初期的建设成本不会低。

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