全球電動車用燃料電池技術(shù)開發(fā)動向

一、    前言
基于全球環(huán)保及節(jié)能的訴求，美、日、歐等工業(yè)先進國家百余年來即深深投入電動車及其電池的研究開發(fā)，其開發(fā)作為電動車用的電池種類很多，主要計有(1)二次電池，包括鉛酸電池(Lead-Acid Battery；簡稱Lead-Acid)、鎳鎘電池(Nickel Cadmium Battery；簡稱Ni-Cd)、鎳氫電池(Nickel Metal Hydride Battery；簡稱Ni-MH)與鋰電池(Lithium Battery；簡稱)；和(2)燃料電池(Fuel Cell；簡稱FC)等，以下茲就燃料電池技術(shù)開發(fā)動向分析。
二、    目前主要產(chǎn)品技術(shù)課題與未來研究開發(fā)方向
除了電動車用二次電池以外，在電動汽車用燃料電池方面，歷年來全球工業(yè)先進國家均投入巨額研發(fā)費用，并以國家型計畫推動，由于目前各種燃料電池除了制造成本高(例如以50KW的燃料電池系統(tǒng)而言，白金觸媒成本約為20g/KW，若就目前白金市價而言，約為USD800/ KW)以外，尚有產(chǎn)品技術(shù)成熟度均不高(例如激活及加速時，氫氧結(jié)合產(chǎn)生的電能并不能達到車輛行駛的要求)，及氫燃料反應所產(chǎn)生的水會降低燃料電池的效率，處于低溫環(huán)境時，水甚至會結(jié)冰，而讓燃料電池無法工作，但燃料電池濕度不足時亦會使電池效率降低，故有水處理的問題等技術(shù)課題存在，再加上如何解決低溫下激活、高溫行駛時等的課題，均是汽車用燃料電池今后主要的研究開發(fā)方向。
據(jù)調(diào)查，目前全球各國所開發(fā)的燃料電池電動汽車，都是采用相對于其它種類燃料電池而言，至現(xiàn)階段為止是產(chǎn)品技術(shù)開發(fā)進展最快、技術(shù)成熟最高的質(zhì)子交換膜燃料電池(Proton Exchange Membrane Fuel Cell；簡稱PEMFC)，此種燃料電池的操作溫度為80~100℃，故激活時須先將溫度提高到80℃，目前此種燃料電池的技術(shù)水準為當外部環(huán)境溫度為20℃時，電動汽車激活約需20~30秒，當外部環(huán)境溫度為-20℃時，電動汽車激活約需40~60秒；電動汽車用質(zhì)子交換膜燃料電池未來的產(chǎn)品技術(shù)發(fā)展目標，為在10~15秒內(nèi)能將溫度提高到80℃以便激活電動汽車(并維持在80℃使電動汽車行駛)，而濕度則維持在接近100%，但勿超過100%，以便達到最高的電池效率。

三、    結(jié)論 
由于目前燃料電池除了有制造成本高的課題外，尚有水處理及氫氧結(jié)合生成的電能尚無法達到車輛行駛的要求，而制動時，反應生成的電能又不能立刻中止，應如何回收此時的電能等的技術(shù)課題存在，故目前燃料電池電動汽車的產(chǎn)品技術(shù)發(fā)展，多僅處于實驗的概念車種階段而已，預計長期(10~15年)內(nèi)才有可能有小批量量產(chǎn)的混合動力車種商業(yè)化產(chǎn)品上市。