以 氢气为燃料,必须解决以下两个问题:一是如何经济地获取纯氢天然 气等传统的化石燃料,通过重整或改质技术转化而来。这样一来,氢 作为二次能源,它的制取不仅要消耗大量的能量,而且并没有从根本 上摆脱对化石能的依赖,也没有从根本上消除对环境的污染。自然界 中,氢能大量存储在水中,虽然取之不尽,但直接使用热分解或是电 解的办法从水中制氢、显然不划算。因此多数科学家都将目光转向了 利用太阳能,但是目前还存在许多技术障碍。目前,他们正在进行太 阳能分解水制氢。太阳能发电电解水制氢、阳光催化光解水制氢、太 阳能生物制氢等方面的研究。 只有到了能以再生性能源廉价地生产出 氢燃料,氢燃料电池民汽车的燃料问题才算获得了根本性解决。 氢燃料电池汽车的应用面临的第二个问题便是如何为燃料电池 供应燃料。通常氢能以三种状态存储和运输:高压气态、液态和氢化 物形态。用常用的压缩气体罐贮存的氢,只能供燃料电池汽车行驶 150km,这还不如目前最好的蓄电池驱动的汽车。由于氢气是最小的 分子,很容易造成泄漏。哪怕是微量的泄漏,都有可能造成极度为可 怕的后果。而在零 253℃的条件下贮存液氢的深度致冷技术对于大众 市场来说,目前还很不成熟。就全球来说,目前能够加液氢的深度致 冷技术对于大众市场来说,目前还很不成熟。就全球来说,上前能够 加液氢的深度致冷技术对于大众市场来说,目前还很不成熟。就全球 来说,目前能够加液氢的加氢站也没有几家。可喜的是,储氢材料的 开发忆取得令人鼓舞的进展。据报道,一种具有复杂的纳米结构的石 墨纤维,其单位重量可以吸收 20%的氢气。 燃料电池种类繁多, 其性质和荼温度范围随所用的电解质的性质 而异,对于汽车用燃料电池,质子交换膜燃料电池(PEMFC)最为 适合。它的结构紧凑,工作温度低(只有 80℃) ,启动迅速,功率密 度高,工作寿命长。PEMFC 的核心是一涂有铂催化剂的弹性塑料膜。 铂催化剂把氢气转化为质子和电子,只有质子可以通过电解质膜,与 膜另一侧的氧结合生成水,而电子在闭合的外电路中形成电流。 PEMFC 早在 20 世纪 60 年代就用在双子星宇宙飞船中作备用电源。 由于其输出的电流太小而且造价地高,限制了它的商业应用,更不用 说用来驱动汽车了。80 年代晚期,洛斯阿拉莫斯国家实验室的研究 人员对催化剂做了大量改进, 使铂的用量减少了 90%。 全球领先的燃 料电池开发商,加拿大的巴拉德动力系统公司通过改进电解质膜,使 电池的能量密度成倍增加,这是其它燃料电池所无可比拟的。 燃料电池汽车市场发展 为了争夺燃料电池汽车的未来市场, 各国汽车商在政府的扶植下 纷纷投入巨资,竞相开发自己的燃料电池汽车。戴姆勒——克莱斯与 巴拉德动力系统公司联手,于 1997 年共同投资 3.3 亿美元进行开发。 日本丰田汽车公司和美国通用汽车公司迅速作出反应, 宣布联合开发 燃料电池汽车。为了争夺 21 世纪世界汽车市场的主导权,双方都希 望自己的技术能成为燃料电池汽车的世界标准。 目前鹿死谁手一时难 以定论。 早在 1994 年, 戴姆勒就开发出燃料电池汽车“NECARI”, 随后又 推出它的姊妹车“NECAR2”。