氢气燃料电池（氢燃料电池是不是和电动汽车中锂电池制造一样使用的铜铂原材料的）

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• 氢燃料电池是不是和电动汽车中锂电池制造一样使用的铜铂原材料的
• 用液态氢代替液态天然气，直接烧氢气岂不是比做成氢燃料简单为何非要氢燃料电池

氢燃料电池是不是和电动汽车中锂电池制造一样使用的铜铂原材料的

氢燃料电池与电动汽车使用动力电池性质不同、作用也不同，燃料电池材料以铂为主。

氢燃料电池不是储能电池或动力电池，电池又称之为化学电源，作用通过化学能转换为电能的装置，简单理解为消耗一种物质产生电能；电动汽车使用的是可以反复利用的化学电源，通过电网获取电能进行两次化学反应，让电在电池中完成形态的变化和输出。而氢燃料电池等于普通化学电源的简化版，运行的原理是通过加入化学物质（氢）在电池中的催化剂作用下分解为氢离子，之后进入电解质与正极的氧气发生反应产生电能。

可以把直接循环充放电的化学电源理解为高度集成的成品电池，燃料电池是半成品需要不断补充化学原料才能发电的“发电器”，两者的区别是很明显的。而且由于燃料电池汽车使用的“发电器”不能储电，所以这种车仍需要配备与普通电动汽车相同的可循环充放电的储能电池（动力蓄电池）。

不过直接加注液态氢可以远远不断的发电，加注液态氢的速度也要比直接充电更快，所以理论上还值得研究。但使用这种结构的车严格的定义应该是：氢能源增程式电动汽车，属于混动车范畴，与纯电动汽车是两类车型。

氢燃料电池由于氢离子与氧在正极反应，正极则需要一种不会与氢气发生反应的材料制造，在海外结构验证后目前使用的主流材质为【铂】，也就是俗称的白金，其次石墨烯也是研发方向。但这两材料也是严重制约氢燃料电池普及的核心，原因是成本太高。

单组燃料电池使用的铂接近20克，按照350元的价格计算仅制造电池正极的成本已经高达7000元，整组电池的成本会高到离谱；高纯度石墨烯一般的也要几百元一克，超高纯度可以高达四位数每克，高昂的制造成本决定了很难普及。

假设普通小型代步车的一组燃料电池堆的成本2万元，按照2019年三元锂电池的价格走势判断可以为电动汽车增加17~19kwh容量，铁锂电池可以增加20kwh左右，对于同级纯电动汽车而言这可以增加200公里左右的续航里程，所以纯电动汽车没有必要依靠燃料电池增程。

其次在使用方面氢燃料汽车的成本也会很高，利用常规能源制氢其纯度不够高会导致燃料电池的使用寿命缩减；二次提纯制造成本水涨船高，同比汽油氢燃料汽车使用成本会更高。而使用电解水制氢会高到离谱，接近60kwh的电能制造一公斤氢、一公斤氢仅能驱动车辆行驶100公里左右，但同样60kwh的电直接充入电动汽车可以行驶400公里以上。

所以氢燃料电池增程是汽车制造成本过高、使用成本也过高，这两点不足是这种车难以普及的最大障碍。普通电动汽车使用的电池材料有锂、镍、钴、锰、铁以及少数类型使用钛，这些材料的制造成本远低于使用铂的燃料电池汽车，所以普及的电动汽车会是这种形态。

至于车辆实时发电的增程器使用内燃机的制造成本和能源的成本低于燃料电池和氢，所以大巴重卡多为内燃机式增程器；氢燃料电池汽车还是在理论研发试验的阶段，没有一种成本足够低的正极材料以及低成本制氢的方式，这种车注定不能普及。

（上文由天和Auto撰写，仅代表个人观点；禁止站外转载，平台内欢迎转发。）

用液态氢代替液态天然气，直接烧氢气岂不是比做成氢燃料简单为何非要氢燃料电池

电动爹再见！充氢5分钟，续航1000公里！氢能源时代真的要来了？

目前的电动汽车存在充能时间长，续航不稳定，冬季续航高速续航衰减严重，受充电设施制约等等问题，目前还很难取代燃油车，而所谓的电动汽车环保，无非是把城区的污染转移到了郊区，在中国火力发电占比高达70%的情况下，电动汽车何谈环保，而且电池污染也是一个不能回避的问题。那么是否有一种新能源，能够解决电动汽车的这些短板呢？答案是有的，那就是氢能源汽车。

氢能源汽车可以说才是真正的新能源汽车，它的充能速度快，3-5分钟就可以充满，它的巡航不受温度和速度影响，基本上可以行驶和标称续航差不多的距离，甚至可以更长，5月26日，氢燃料电池车全新Mirai的续航打破世界纪录，从法国巴黎南部奥利省HYSETCO出发，进行了一次历时22小时的续航挑战，一次加氢行驶距离达1003km。在测试结束后，Mirai的仪表盘上还显示有9公里续航。根据测算，Mirai的平均燃料消耗量为0.55公斤氢气/100 公里，按国内氢能每公斤30元计算，Mirai的行驶成本在16.5元/100公里。

很多人对于氢燃料汽车仍然还有很多疑问？下面我们就来聊聊氢燃料汽车的这些事。

1、氢燃料汽车为什么不直接燃烧氢气，而是要多此一举，把氢气转化为电能？

氢燃料汽车是将氢气送到燃料电池的阳极板（负极），经过催化剂（铂）的作用，转化为电能的，是不是多此一举呢？为什么不直接燃烧氢气呢？氢气的热值可是要比汽油高得多。事实上，也是有直接燃烧氢气的氢能源汽车的，比如说宝马氢内燃机项目Hydrogen 7轿车，和马自达RENESIS氢动力转子发动机。但是氢内燃机有两个问题难以克服。第一点是，氢内燃机的转化效率在40%左右，没有氢燃料电池汽车60%以上的转化效率高。因此续航要缩水20%左右。第二点就是，氢内燃机的安全性要比氢燃料电池汽车差一点，因为在氢燃料电池中氢气是附着在某些基质上的，而不是单质的气态或液态方式存在，因此安全性更高。

2、氢气安全吗？会不会容易爆炸？

很多人认为氢气不安全，是因为近两年有一起加氢站爆炸事故，但是几乎每年都会发生多次加油站爆炸，却很少有人质疑汽油不安全。氢气的确是存在一定的危险性，但是主要是发生在运输的过程中，在储存和使用的时候，氢气比汽油更安全，因为氢气的逸散速度快，很快就会飘向空中，不容易沉积，反而更安全。而在氢燃料汽车中，氢气被储存在金属内胆碳纤维钢瓶里，可以承受70Mpa的压力。冬奥会崇礼赛区50辆氢能源大巴将使用氢燃料为全球的奥运会参赛选手服务，如果氢气容易爆炸，是不可能作为奥运会的使用车辆的。

3、到哪里去加氢，加氢贵吗？

目前从全球来看，只有日本加氢比较方便，所以说，氢气如果要向民用车普及，还有很长的路要走，但是加氢站的建设也在紧锣密鼓的实施中，目前，国内加氢站一共有141座，其中119座正在运营，22座已经建成但是还未试运营，另外，还有73座正在建设，预计今年就可以完工，而中石化还计划在2021年建成100做加氢站。十四五期间，还要建成1000座加氢站，或者油氢合建站。目前我国的氢气价格是30元每千克，如果按照丰田MIRAI 5.6Kg氢气能跑850KM计算，大概为0.2元1公里，比可以安装家充的电动汽车行驶成本高，但是比在外面充电桩充电更便宜。

4、氢气从哪来？

很多人认为，氢气需要电解水而来，用电制氢再把氢气加注到车上，再用氢气发电，这完全是脱裤子放屁。但是氢气不止电解水一种来源，电解水出来的氢气比较纯净，但是我国存在大量的工业副产品氢气，每年大约有工业副产氢1000 万吨没有妥善利用，这部分氢气被称为“灰氢”，纯度不能达到99.97%的燃料电池车用氢气国家标准，但是中石化已经研发出了低成本的氢气提纯装置，可以低成本地将氢气的纯度提升至99.999%，否则，中石化怎么有底气要建设1000座加氢站？所以还以为氢气的制取要靠电解水，就有点落伍了。

5、为什么说氢能源是更环保的能源？

相比汽油燃料产生大量排放物，电动汽车看似环保，但是国内的电力大部分依赖于火力发电，而且电池的污染问题不容忽视。氢燃料汽车的所有排放物都是水，而且氢燃料汽车的电池使用类似于混动汽车，本身容量就不高，只是作为中转站，而且使用寿命长。至于氢气制取的污染问题，上文已经说过了，本身我国就有大量的工业副产品氢气，这部分氢气妥善利用起来，能够减少化石燃料的污染。

6、氢气这么好，为什么只有日本在开发？

事实上，日本确实走在了氢能源利用的前面，全球接近70%的氢燃料汽车专利都掌握在日本手里，但是韩国、美国、德国、中国等等国家都未放弃氢能源的研究，只不过日本作为岛国，忧患意识最强。氢气可以从水中提起，地球上也存在大量的氢元素，因此氢气可以说是取之不尽用之不竭的，一旦取得技术突破，石油美元将崩溃，能源安全问题不复存在。目前国内多个车企正在研发氢燃料汽车，而长城汽车已经研发出续航1000千米的氢燃料汽车，不久就会问世。

7、氢燃料汽车的发展，还存在哪些问题？

氢气的低成本提纯技术已经取得突破，安全也不是困扰氢燃料汽车的问题，那么阻碍氢燃料汽车发展的真正问题在哪呢？其实主要是两点。

第一点，氢燃料汽车的成本问题，我们都知道，氢燃料汽车的催化剂要使用贵金属铂，铂的全世界产量很低，价格也很贵，大概是黄金的4倍，铂经常被用来作为氢燃料电池汽车无法产业化的反面理由。不过，技术人员正在抓紧研究降低铂的使用量，目前本田Clarity催化剂Pt含量降至0.12g/kw，丰田Mirai燃料电池催化剂Pt含量达到0.175g/kw，而我国的铂用量大概在0.3~0.4g/kw，理想的铂载量为每车5g，与尾气催化剂铂含量接近。

第二点，氢气的大规模运输问题，目前高压气态储氢应用最为广泛，而低温液态储氢是比较理想的储氢技术，将氢气深度冷冻至21K液化，再装入隔温的槽罐车中运输，65立方米的槽罐车容量，可容纳4000kg氢气。但在目前的技术条件下，不同的运氢方式均有一定程度的危险性。如果能解决大规模，低成本、高安全性的氢气运输方法，氢燃料汽车的普及就指日可待了。

对于氢能源有质疑和不信任，是非常正常的事情，因为人们总是会对未知的事物恐惧，当初的电动汽车辐射致死论也是如此，但是不可否认的一点就是，氢能源的确是一种潜力很高的能源，一旦氢能源的技术取得突破，带来的技术发展将会是革命性的，我们不妨多以鼓励发展的眼光去看待氢能源的发展。