[汽車(chē)之家 電動(dòng)車(chē)技術(shù)]  燃料電池技術(shù)并不是什么新鮮技術(shù),，其基本原理在19世紀(jì)末就已被科學(xué)家發(fā)現(xiàn)了,，而其被應(yīng)用于車(chē)輛之上則是在上世紀(jì)60年代末,。當(dāng)時(shí),，燃料電池汽車(chē)的性能和制造成本都無(wú)法與當(dāng)時(shí)搭載汽油發(fā)動(dòng)機(jī)的汽車(chē)相媲美,。隨著燃料電池技術(shù)的不斷改進(jìn),，加上汽車(chē)生產(chǎn)商在燃料電池汽車(chē)研發(fā)上的不斷投入,，終于有兩款燃料電池車(chē)型于2014年實(shí)現(xiàn)了量產(chǎn)并推向市場(chǎng)，這兩款車(chē)型分別是現(xiàn)代Tucson FCV以及豐田Mirai,。上述兩款車(chē)型的量產(chǎn)真正把人們帶進(jìn)了燃料電池汽車(chē)的新時(shí)代,。本文將為大家介紹一下燃料電池汽車(chē)的發(fā)展歷程與現(xiàn)狀，希望大家能對(duì)燃料電池汽車(chē)這種新鮮事物有一個(gè)更深入的認(rèn)識(shí),。

● 2014年是量產(chǎn)型燃料電池汽車(chē)元年

　　2014年6月10日,，量產(chǎn)型的現(xiàn)代Tucson FCV正式登陸美國(guó)加州市場(chǎng)。該車(chē)型通過(guò)租賃的方式以499美元（約合人民幣3098元）的月租進(jìn)行出租,。該車(chē)于今年5月份在英國(guó)上市,，售價(jià)為53105英鎊，減去15000英鎊的政府補(bǔ)貼,，用戶只需用38105英鎊（約合人民幣37.1萬(wàn)元）即可買(mǎi)到一臺(tái)現(xiàn)代Tucson FCV燃料電池車(chē),。

　　豐田Mirai在2014年12月15日上市，欲復(fù)制豐田普銳斯的成功,�,！癕irai”在日語(yǔ)中意為“未來(lái)”。豐田寄予Mirai車(chē)型的是其對(duì)新能源汽車(chē)未來(lái)的憧憬,。在混合動(dòng)力汽車(chē)市場(chǎng)獲得一定成績(jī)的豐田欲借助Mirai車(chē)型開(kāi)拓燃料電池汽車(chē)這片新藍(lán)海,。

　　相比現(xiàn)代Tucson FCV，豐田Mirai在動(dòng)力性能和續(xù)航里程上都有一定的優(yōu)勢(shì),。兩車(chē)的動(dòng)力系統(tǒng)輸出功率已達(dá)到甚至超越1.8升自然吸氣汽油發(fā)動(dòng)機(jī)的水平,，加上超過(guò)400公里的續(xù)航里程，使兩車(chē)具備了較好的實(shí)用性,。

● 量產(chǎn)型燃料電池汽車(chē)的結(jié)構(gòu)

　　下面以豐田Mirai為例簡(jiǎn)單介紹一下燃料電池汽車(chē)的結(jié)構(gòu),。豐田Mirai是以氫氣為燃料的。在燃料電池中,，氫氣在催化劑的作用下與氧氣發(fā)生化學(xué)反應(yīng)產(chǎn)生電能,。“燃燒”之后的氫氣會(huì)變成水,，該反應(yīng)過(guò)程理論上是無(wú)污染的,。豐田Mirai的氫燃料存儲(chǔ)在高壓儲(chǔ)氫罐中,，該儲(chǔ)氫罐采用了碳纖維材質(zhì)制造，分別位于底盤(pán)中部和尾部,，總?cè)莘e為122.4升,，充滿一次氫氣約需3分鐘。

　　燃料電池位于前排座椅下方,。燃料電池產(chǎn)生的電能直接驅(qū)動(dòng)位于發(fā)動(dòng)機(jī)艙的電動(dòng)機(jī),。電動(dòng)機(jī)進(jìn)行能量回收獲得的電能將經(jīng)過(guò)動(dòng)力控制單元儲(chǔ)存在位于車(chē)輛尾部的動(dòng)力電池中。

　　下面的視頻為大家展示了豐田Mirai組裝過(guò)程中最為關(guān)鍵的底盤(pán)和電池系統(tǒng)的安裝,，推薦大家觀看,。

● 豐田Mirai底盤(pán)和電池系統(tǒng)的安裝過(guò)程

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● 供給氫氣和氧氣就能發(fā)電的神奇裝置

　　只要給燃料電池不斷地供給氫氣和氧氣，就能源源不斷地獲得電能,，而其產(chǎn)物理論上是完全無(wú)污染的水,。從豐田Mirai的身上，我們似乎能窺見(jiàn)“只有藍(lán)天,、沒(méi)有霧霾”的未來(lái)環(huán)保社會(huì)景象,。而各位可能不知道的是，燃料電池技術(shù)的基本原理是在19世紀(jì)末發(fā)現(xiàn)的,。

　　上圖裝置①是氣體電極電池,，裝置②是一個(gè)電解水的裝置。該實(shí)驗(yàn)裝置是為了驗(yàn)證氣體電極電池產(chǎn)生了電能,。陰極（圖中的“-”）和陽(yáng)極（圖中的“+”）上發(fā)生的具體化學(xué)反應(yīng)方程式如上圖所示,。氣體電極電池的工作原理為燃料電池的誕生奠定了理論基礎(chǔ)。

　　現(xiàn)在最新的燃料電池汽車(chē)大多采用質(zhì)子交換膜燃料電池（Proton Exchange Membrane Fuel Cell,，簡(jiǎn)稱(chēng)為“PEMFC”）,，結(jié)構(gòu)示意圖可參看上圖。圖中,，陽(yáng)極為氫燃料發(fā)生氧化的場(chǎng)所,，陰極為氧化劑還原的場(chǎng)所，兩極都含有加速電極電化學(xué)反應(yīng)的催化劑,，質(zhì)子交換膜作為電解質(zhì)傳導(dǎo)氫離子向陰極轉(zhuǎn)移,。雖然質(zhì)子交換膜燃料電池技術(shù)比William Robert Grove的氣體電極電池晚出現(xiàn)一百多年，但其內(nèi)在化學(xué)反應(yīng)原理是一致的。

　　我想絕大部分消費(fèi)者都不會(huì)想要拆開(kāi)自己的燃料電池車(chē)的燃料電池看看內(nèi)部是如何工作的,。對(duì)于普通消費(fèi)者來(lái)說(shuō),，我們只需知道燃料電池汽車(chē)的燃料電池工作所需的燃料為氫氣和氧氣，發(fā)電后的產(chǎn)物為無(wú)污染的水即可,。

● 燃料電池技術(shù)的實(shí)用化

　　20世紀(jì)50年代，GE（通用電氣）資助了PEMFC質(zhì)子交換膜燃料電池的研究,。上世紀(jì)60年代,，美國(guó)NASA（國(guó)家航空航天局）的“阿波羅登月計(jì)劃”中就是采用燃料電池為太空船提供電力和飲用水的�,？梢�(jiàn),，在那時(shí)候，燃料電池已是一種被驗(yàn)證的成熟技術(shù),。

　　初期的民用燃料電池發(fā)電效率,、輸出功率、使用壽命,、體積等性能參數(shù)都遠(yuǎn)遠(yuǎn)比不上當(dāng)時(shí)的內(nèi)燃機(jī),，沒(méi)有出現(xiàn)量產(chǎn)的燃料電池汽車(chē)也在情理之中。

　　正是因?yàn)槿剂想姵卦絹?lái)越多地應(yīng)用于民用領(lǐng)域,，燃料電池生產(chǎn)商看到了市場(chǎng)前景,，愿意投入資源進(jìn)行開(kāi)發(fā)，逐步提升了燃料電池的效能并降低制造成本,。燃料電池技術(shù)的發(fā)展浪潮也催生出了如PLUG,、Ballard、FuelCell等世界知名燃料電池供應(yīng)商,。