全球電動(dòng)車用燃料電池技術(shù)開發(fā)動(dòng)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(jìn)國(guó)家百余年來(lái)即深深投入電動(dòng)車及其電池的研究開發(fā)，其開發(fā)作為電動(dòng)車用的電池種類很多，主要計(jì)有(1)二次電池，包括鉛酸電池(Lead-Acid Battery；簡(jiǎn)稱Lead-Acid)、鎳鎘電池(Nickel Cadmium Battery；簡(jiǎn)稱Ni-Cd)、鎳氫電池(Nickel Metal Hydride Battery；簡(jiǎn)稱Ni-MH)與鋰電池(Lithium Battery；簡(jiǎn)稱)；和(2)燃料電池(Fuel Cell；簡(jiǎn)稱FC)等，以下茲就燃料電池技術(shù)開發(fā)動(dòng)向分析。
二、    目前主要產(chǎn)品技術(shù)課題與未來(lái)研究開發(fā)方向
除了電動(dòng)車用二次電池以外，在電動(dòng)汽車用燃料電池方面，歷年來(lái)全球工業(yè)先進(jìn)國(guó)家均投入巨額研發(fā)費(fèi)用，并以國(guó)家型計(jì)畫推動(dòng)，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(jià)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(shí)，氫氧結(jié)合產(chǎn)生的電能并不能達(dá)到車輛行駛的要求)，及氫燃料反應(yīng)所產(chǎn)生的水會(huì)降低燃料電池的效率，處于低溫環(huán)境時(shí)，水甚至?xí)Y(jié)冰，而讓燃料電池?zé)o法工作，但燃料電池濕度不足時(shí)亦會(huì)使電池效率降低，故有水處理的問(wèn)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(shí)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(guó)所開發(fā)的燃料電池電動(dòng)汽車，都是采用相對(duì)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(jìn)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(jiǎn)稱PEMFC)，此種燃料電池的操作溫度為80~100℃，故激活時(shí)須先將溫度提高到80℃，目前此種燃料電池的技術(shù)水準(zhǔn)為當(dāng)外部環(huán)境溫度為20℃時(shí)，電動(dòng)汽車激活約需20~30秒，當(dāng)外部環(huán)境溫度為-20℃時(shí)，電動(dòng)汽車激活約需40~60秒；電動(dòng)汽車用質(zhì)子交換膜燃料電池未來(lái)的產(chǎn)品技術(shù)發(fā)展目標(biāo)，為在10~15秒內(nèi)能將溫度提高到80℃以便激活電動(dòng)汽車(并維持在80℃使電動(dòng)汽車行駛)，而濕度則維持在接近100%，但勿超過(guò)100%，以便達(dá)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(wú)法達(dá)到車輛行駛的要求，而制動(dòng)時(shí)，反應(yīng)生成的電能又不能立刻中止，應(yīng)如何回收此時(shí)的電能等的技術(shù)課題存在，故目前燃料電池電動(dòng)汽車的產(chǎn)品技術(shù)發(fā)展，多僅處于實(shí)驗(yàn)的概念車種階段而已，預(yù)計(jì)長(zhǎng)期(10~15年)內(nèi)才有可能有小批量量產(chǎn)的混合動(dòng)力車種商業(yè)化產(chǎn)品上市。