一、燃料電池介紹

燃料電池（FuelCell）是一種將存在于燃料與氧化劑中的化學能直接轉化為電能的發電裝置。燃料和空氣分別送進燃料電池,電就被生產出來。它從外表上看有正負極和電解質等,像一個蓄電池,但實質上它不能“儲電”而是一個“發電廠”。燃料電池的概念是1839年GroveGR提出的,至今已有大約160年的歷史。

具體地說，燃料電池是利用水的電解的逆反應的“發電機”。它由正極、負極和夾在正負極中間的電解質板所組成。最初，電解質板是利用電解質滲入多孔的板而形成，現在正發展為直接使用固體的電解質。工作時向負極供給燃料（氫），向正極供給氧化劑（空氣，起作用的成分為氧氣）。氫在負極分解成正離子H+和電子e-。氫離子進入電解液中，而電子則沿外部電路移向正極。用電的負載就接在外部電路中。在正極上，空氣中的氧同電解液中的氫離子吸收抵達正極上的電子形成水。這正是水的電解反應的逆過程。

利用這個原理，燃料電池便可在工作時源源不斷地向外部輸電，所以也可稱它為一種“發電機”。

二、燃料電池分類

燃料電池的種類相當多而且分類的方式也各有不同，常用的分類方式是按電解質性質不同加以區分，有堿性燃料電池(AFC)、質子交換膜燃料電池(PEMFC)、磷酸燃料電池(PAFC)、熔融碳酸鹽燃料電池(MCFC)、固態氧化物燃料電池(SOFC)。五類燃料電池輸出功率范圍、發電效率、優缺點、應用領域都不盡相同。

質子交換膜燃料電池是目前主流的燃料電池。從燃料電池各類技術產品出貨情況來看，2015年質子交換膜燃料電池、固體氧化物燃料電池、直接甲烷燃料電池、熔融碳酸鹽燃料電池以及磷酸燃料電池出貨量占比分別為89.11%、7.54%、3.07%、0.14%和0.14%。從出貨系統容量占比情況來看，各類燃料電池出貨容量占比分別為52.44%、18.40%、0.06%、22.05%和7.00%。可見質子交換膜燃料電池無論是電池數量還是發電容量上看都是主流的燃料電池技術。

三、燃料電池汽車發展

Marai與普通電動車相比在性能上有很大的優勢。續航距離約700km，足夠普通家庭日常使用一周以上，是普通電動車的四到五倍，并且隨著行駛里程的加長，在系統成本上相對于普通電動車也將占優勢。此外，加氫時間僅需3分鐘，最低啟動溫度可在零下30度，行駛過程中不排放二氧化碳。

豐田原計劃2015年在日本國內銷售400輛、向海外出口300輛燃料電池汽車，主要銷往美國和歐洲。Marai發售后，在日本訂單超過3000輛，在美國約2000輛的訂單，遠超公司預期。為此豐田采取措施分階段提供Marai的產能，到2016年產能增至2000輛，2017年增至3000輛，并計劃2020年前全球范圍內銷售總量達到3萬輛。

目前，儲氫問題及加氫站數量不足成為燃料電池乘用車發展的阻礙。目前加氫站在北美、歐洲、日本、中國、韓國和澳大利亞雖有分布，但全球在運總數不足300座，加之加氫站建設的投資和周期較長，很難實現快速布局。目前各國政府大力支持積極推進加氫站建設，其中美洲增速最快，歐洲數量最多，亞洲也在積極布局中。

四、我國的氫燃料電池的發展

我國非常重視氫燃料電池產業的發展，《“十三五”戰略性新興產業發展規劃》《能源技術革命創新行動計劃（2016-2030年）》《中國制造2025》都將氫燃料電池技術確定為重要的內容。在政策支持下，隨著相關技術發展，氫燃料電池商業化進程加快，氫燃料電池相關產業迅速崛起。

最早的企業是上海神力科技和新源動力，分別成立于1998年、2001年，是目前中國氫燃料電池技術研發和產業化的領先者。從2001年開始，我國企業數量開始大幅度增加，2016至今不到2年，增長近75%，氫燃料電池相關行業已經進入了一個快速增長期。

江蘇地區氫燃料電池企業最多，有51家，占全國近1/4，其次是上海、北京、廣東、遼寧和浙江等地。總體來看，東部地區企業數量最多，發展最快。

國內氫燃料電池產業獲得了快速發展，特別是在汽車領域發展迅速，帶動了區域產業集群的形成，形成了京津冀、華東、華南（佛山-云浮）、華中（武漢）四個氫燃料電池產業集群，并圍繞當地研發情況及工業基礎形成了各自的產業配套及商業應用模式。

五、展望

全球范圍內多個主流車企對氫燃料電池如此熱衷，足以說明它的前景和影響力。就豐田在日本本土、美國等地大量普及加氫站看來，日系車企已經打定主意要走氫燃料電池這條路。同時，英國、荷蘭等歐洲國家也表示將大力發展氫燃料電池汽車，英國更是計劃在2030年前達到160萬氫燃料電池車保有量，目標可見一斑。

此次人民日報著重提出要重點關注氫燃料電池汽車技術研究，顯然是預示著我國也將在氫能源領域發力。不過就目前來看，我國的氫燃料電池研究似乎落后于日韓。不過，相信在后續政策的推動下，希望我國的氫燃料電池汽車也會得到不錯的發展。國內也大力促進氫能產業基礎設施的發展，而氫燃料電池汽車預計將在2020年示范應用，2030年大規模推廣，2050年實現普及;商用車也有望成為氫燃料電池汽車產業化突破點。