什么是燃料电池？

本文目录一览：

• 1、什么是燃料电池？
• 2、燃料电池汽车相对于其他新能源汽有哪些优势？
• 3、长城上燃动力发布200kW大功率燃料电池发动机 未势融资9亿元

什么是燃料电池？

燃料电池是一种把燃料中的化学能转变为电能和热能的装置，主要由燃料、氧化剂、电极和电解质4部分组成。燃料一般采用氢、甲醇、氨、乙二醇、烃、肼和天然气。氧化剂是空气和氧气，电极分别为阳极(燃料极)和阴极(氧化剂极)，电解质可用液态、固态和熔融态的电解质。

目前，世界各国的燃料电池主要有以下4种类型：

磷酸型燃料电池。这种电池也被称为第一代燃料电池，它使用纯度极高的氢作燃料，在200℃的高温下运转，发电率达40％左右，可代替火力发电站和海上岛屿发电站。但由于它在燃烧的过程中需要使用铂催化剂，这种催化剂在发电的过程中会形成结块，从而缩短了该电池的使用寿命。另外，由于成本较高，因而难于推广。

熔融碳酸盐型燃料电池，也称第二代燃料电池。它使用的燃料是天然气，不仅含有氢，还含有一氧化碳，它还可使用煤气等含氢纯度低的燃料。溶融碳酸盐型燃料电池的发电率可达50％左右，如果将这种燃料电池构成的发电系统，利用高温排热，与汽轮机或蒸汽轮机相结合的话，发电率还可进一步提高到55％左右。另外，由于它在发电的过程中化学反应异常活跃，因而不需要使用催化剂。

固体电解质型燃料电池，也被称为第三代燃料电池。由于它使用的电解质是陶瓷化合物，因而可在800℃~1000℃的高温下运转，发电率可达到50％以上。目前，这种燃料电池已用于实际之中。

碱型燃料电池。由于它必须使用纯氢作燃料，因而它的成本极高。目前，它的使用仅限于宇宙开发方面，如果要用于一般发电或民用方面，只能到氢能时代才能实现。

在各种由其他形式的能转换成电能的发电形式中，燃料电池的转换率最高，理论上讲可达100％，实际上已达80％。可见，燃料电池有着广阔的发展前途。

燃料电池是把燃料的化学能直接转化为电能的发电装置。所用的燃料是氢、甲醇、乙醇、烃、氨及天然气等，再有氧化剂、电极、电解质就行。以磷酸电解质电池为例，把燃料氢供给燃料极，氢就被催化离解成氢离子并释放出电子，氢离子通过电解质磷酸水溶液、电子通过外电路分别到达氧化剂极，氢离子、电子和氧化剂(空气中的氧)反应生成水。在电子流通过外电路时，就向负载输出了电能。这个原理和普通电池的发电原理相似。所不同的是，普通电池的反应物是预先放入电池内，一旦反应物耗尽，电池就报废了；燃料电池则不同，它的燃料和氧化剂可以连续不断地输入，所以它就能连续不断地供电。

燃料电池结构简单，工作可靠，维修方便，无污染，在宇航、潜艇、灯塔和无线电台等场合已开始应用，只是成本高一些。

燃料电池汽车相对于其他新能源汽有哪些优势？

新能源汽车包括纯电动汽车、混合动力汽车、燃料电池电动汽车等以及其他新能源汽车。今天主要介绍这三种汽车的优缺点。

纯电动汽车(EV)

纯电动汽车-特斯拉

纯电动汽车优点

一、环保纯电动汽车在运行过程中可以做到零污染，完全不排放污染大气的有害气体。即使按所耗电量换算为发电厂的排放，造成的污染也少于传统汽车，因为发电厂的能量转换率更高，而且集中排放可以更方便地假装减排治污设备。

二、节能电动汽车的百公里耗电量为15-20kwh，算上发电厂和电动机的损耗之后，按照现在的电费1块钱计算，100公里也就二三十块。传统汽车按百公里耗油量7-8L计，按照现在的油价6块算，100公里也到40-50块钱。并且在城市的拥堵环境里，电动汽车的节能优势会进一步放大。

三、结构简单，维护方便比较一下电动汽车和传统汽车的底盘、动力总成，电动汽车的结构是如此的简单。电动汽车不再需要复杂的传动机构和占据了大量空间的排气系统，维护起来方便了很多，同时空间也得到了大幅的扩展。电动汽车还能方便地实现四轮驱动。

纯电电动汽车结构原理图

纯电动汽车的缺点

一、充电难在国内充电设施建设滞后的情况下，充电是电动汽车所面临的的一大难题。公共场所充电桩的缺乏严重影响了电动汽车的出行。目前大多数充电桩都是慢充桩，一辆车充满需要5-8小时。快充的话一个小时也只能充满电的80%，虽然可以利用夜间休息时间充电，但是如果遇到什么突发情况，纯电动汽车的充电慢的缺点就会凸显无疑。

二、续航里程短受限于电池的容量，目前大多数的纯电动汽车续航里程都在200-300公里。虽然一再有专家说90%的人每日行驶距离不超过50公里，但是中国消费者对续航的要求比美国人更高，因为很少有中国家庭拥有超过1辆汽车，而美国人可以做到一辆纯电动汽车通勤，一辆传统汽车旅行。纯电动汽车可以满足老百姓平时上下班，但是周末外出，节假日出游的需求就难以解决

三、维修困难电动汽车结构虽然简单，但是由于动力部分和传统汽车相去甚远，在维修起来还是会遇到一些麻烦。第一个问题就是维修技师的缺乏，现在绝大部分的技师能够修传统汽车，但是缺少电器方面的知识，贸然维修电动汽车不但可能造成车辆的损坏，还有一定的危险性。第二个问题是零部件的稀缺，电动汽车生产量和保有量都少，因此零部件少，价格还高。

混合动力汽车（HEV)

混合动力汽车-比亚迪

混合动力汽车的优缺点

一、节能环保采用后可按平均需用的功率来确定的最大功率，发动机相对较小，此时处于油耗低、污染少的最优工况下工作。由于内燃机可持续工作，电池又可以不断得到充电，故其行程和普通汽车一样。因为有了电池，可以十分方便地回收下坡时的动能。在繁华市区，可关停内燃机，由电池单独驱动，实现零排放，十分环保。 寻车网

二、可以加油由于是两种动力相结合，在快没电的情况下可以利用到加油站加油，不用担心外出长途的时候找不到充电桩充电问题。

三、电池寿命长运行时可以让电池保持在良好的工作状态，电池不容易发生过充、过放等现像，延长其使用寿命，寿命长使用成本也降低不少。

混合动力汽车结构原理图

混合动力电动汽车的缺点

一、结构复杂相对于燃油汽车和纯电动汽车，混合动力汽车是两种及两种以上的动力结合，结构较复杂，零部件排放较为紧密，也相对容易出问题。

二、动力输出较弱混合动力汽车比其他传统汽油车和纯电动汽车行驶速度慢。如果喜欢刺激的行驶速度，这种车显然满足不了你。不过国内高速最高限速也就120KM/h。这个还是能满足的。

三、售后服务比较难目前的授权服务站也较少。这种车的维修保养费用相当困难，现在市面上的混合动力汽车较少，配件成本不容易找，售价也相对较贵，而且很难找到。

燃料电池汽车（FCV)

燃料电池电动汽车-丰田

燃料电池汽车的优点

一、零排放燃料电池汽车动力来自氢气和氧气参加化学反应，产生的是水，排放的也是纯净水。不必担心对环境的污染。

二、资源丰富，资源丰富，氢气可以由水制取，而水是地球上最为丰富的资源，演绎了自然物质循环利用、持续发展的经典过程，还有生物质制氢和其他化工副产氢等。

三、效率高燃烧热值高，燃烧同等质量的氢产生的热量，约为汽油的3倍，酒精的3.9倍，焦炭的4.5倍。

燃料电池电动汽车结构原理图

燃料电池汽车的缺点

一、氢气的制备方面氢气的制备方面还不够成熟，电解水最为环保，但是耗电量较大，现在正在研究用太阳能热分解水制氢、太阳能发电电解水制氢、阳光催化光解水制氢、太阳能生物制氢等等

二、燃料电池成本高金属铂的稀缺，在氢燃料电池发电的过程中会用到金属铂作为催化剂。这种金属就是咱结婚买戒指那个比24K金更贵的那个铂，因为它少啊，所以它贵。

三、氢气的存贮现在只有日本能够制造70Mpa储氢罐，我们国家基本上是35Mpa储氢罐。储氢罐的成本也相对较高，现在科学家在研究液体储氢，以及储氢材料储氢。

从能源和环保方面，新能源汽车将会替代燃油汽车，成为主流军，从以上的三种不同的新能源汽车分析，现在能普及的是混合动力汽车，短途出行还是优选纯电动汽车。在现在国家政策扶持下，以及企业和科学家的不断努力，能量密度更高，资源来源更广，更环保的燃料电池汽车将会成为汽车行业的主力军。

长城上燃动力发布200kW大功率燃料电池发动机 未势融资9亿元

易车讯 日前，我们从 长城 汽车官方获悉， 长城 上燃动力发布200kW大功率燃料电池发动机，发动机额定功率达到200kW。此外，未势能源完成A轮融资，总融资额9亿元。

长城 未势能源旗下上燃动力携带第四代产品“超越— 神州 200”大功率燃料电池发动机正式亮相，“超越— 神州 200”发动机额定功率达到200kW，质量功率密度760W/kg，最高效率达到60%，寿命超15000小时。通过创新的“混动”氢循环技术（HHM—Hybrid Hydrogen Module)，与单泵方案相比全线拉满功率范围，实现1%-100%无界限突破，未来能够大幅降低系统氢耗，实现10%续航提升。

与此同时，基于氢安全管理策略及同轴多级减压技术，同步推出中国首款获得第三方权威认证的70MPa多功能集成减压阀组“岩竹”系列产品，稳定输出压力达到0.5MPa-2MPa，全寿命出口压力波动<±20%，相较于国际市场主流产品，减压比更宽、稳定性更高。目前，该产品已具备燃料电池汽车规模化配套能力。

基于 长城 未势能源的优异表现和前瞻规划，行业和市场给予了高度认可。目前，未势能源已经完成了A轮融资，总融资额9亿元，投后估值更是突破了40亿大关，刷新了中国氢燃料电池企业A轮融资规模与估值水平两项记录，稳居全国同行业前列。与此同时， 长城 未势能源目前也已同步启动了B轮融资计划，IPO合规工作也在稳步推进之中。