质子交换膜燃料电池

质子交换膜燃料电池

燃料电池汽车的概述
燃料电池汽车（FCV，Fuel Cell Vehicle），是20 世纪70 年代产生而
最近10 年兴起开发的一种高效、清洁的车型。
燃料电池是通过化学反应直接将燃料的化学能转化为电能的装置，而
且当以氢为燃料时产物只有水。燃料电池的特点是高效率、低污染，燃料
具有通用性，来源并不仅局限于化石燃料。在六种燃料电池中，最适合作
为汽车动力源的燃料电池是质子交换膜燃料电池（ PEMFC， Proton
Exchange Membrane Fuel Cell），与其它燃料电池相比起动快、工作温度低，
具有更高的功率密度[1-3]。
以燃料电池为动力源的汽车称为燃料电池汽车。广义的燃料电池汽车
包括两种料电池混合动力汽车[25-27]。燃料电池汽车的配置只以燃料电池系
统为动力源，像电动车中的蓄电池组，燃料电池向车辆的驱动系统供电。
用燃料电池系统代替传统的内燃机为动力源使得燃料电池汽车具有电动
车的优点：即传统的内燃机汽车所不能达到的高效率和零排放性能，基本
的能量消耗可以节省60%，CO2 的排放量可以减少75%[ 25]，其它有毒物
质的排放也大幅度的减少。而且能够快速添加燃料，有长的续驶里程。
燃料电池混合动力汽车蓄电池组与燃料电池系统并联驱动，类似于内
燃机串联混合动力汽车，是电-电混合动力，这种运行方式充分利用了燃
料电池系统的高能量密度和蓄电池组的高功率密度，车辆在不同的行驶工
况下燃料电池系统和蓄电池组构成的混合动力系统工作在不同的模式下。
这种车型不但具有上述纯燃料电池汽车的优点，还能够克服纯燃料电池汽
车目前无法解决的弊端：成本过高，不能回收再生制动能量，起动困难及
瞬态响应性差等。
目前世界各国政府以及各大汽车公司纷纷投入巨资进行质子交换膜
燃料电池混合动力汽车的研究与开发。