鉑基催化燃料電池新能源汽車

『壹』 為什麼膜電極是燃料電池(氫能源)汽車的核心部件

什麼是膜電極？為什麼它是燃料電池（氫能源）汽車的核心部件？

關鍵詞：燃料電池、氫能源、新能源汽車

從下面的燃料電池制備工藝流程圖中可以看出膜電極是PEMFC的電化學反應場所，是燃料電池的核心部件。

PEMFC的核心組件就是膜電極（MembraneElectrodeAssembly，MEA），它一般由質子交換膜、催化層與擴散層3個部分組成所謂的「三合一結構」。PEMFC的性能由MEA決定，而MEA的性能質子交換膜性能，擴散層結構以及催化層材料與性能，還有MEA本身的制備工藝所決定。

膜電極是具有三合一結構的組件，它由擴散層，催化層和質子交換膜組成。擴散層為反應氣體提供傳質通道，還起到集流體的作用，通常採用石墨化碳紙或碳布。

膜電極MEA一般的制備過程是：在Pt／C催化劑中加入一定量溶劑、粘結劑(如PTFE)f[INation溶液，經超聲波混合製成電催化劑漿料，採用噴塗或壓延技術在碳紙上均勻塗上催化劑製成多孔電極。然後將電極在質子交換樹脂溶液中浸漬片刻，經真空乾燥，再在一定的條件下熱壓於電解質膜上形成MEA。其中公開的一種膜電極制備方法如下：供參考

1.稱取一定量的Pt/C催化劑，置於潔凈的小燒杯中。

2.加入一定量的蒸餾水和異丙醇，在超聲波清洗器中，超聲振盪一定時間。

3.之後滴加一定量5%質量濃度的Nafion溶液，繼續超聲一定時間。

4.將超聲後的懸浮液置於烘箱中，在一定溫度下乾燥一定時間至懸浮液呈膏狀。

5.將膏狀物均勻塗覆於碳紙表面，之後在塗覆好的催化劑表面塗刷一定量的Nafion溶液，置於烘箱中乾燥30min。

6.將兩片塗有催化劑的碳紙與質子交換膜置於熱壓機模具中，在一定溫度和壓力下熱壓成型。

7.將成型的膜電極置於濕潤環境中備用。

關於燃料電池（氫能源燃料電池）在技術上，國內外取得了巨大突破，但是質子交換膜燃料電池要實現的實現商業化必須降低電池材料及部件的成本。還必須在高性能Pt／C催化劑的制備、膜電極的制備上進行深入研究，2019年美錦能源等上市公司宣布膜電極生產線已具備量產條件，國內也有企業申請相關發明專利，希望我國在燃料電池方面不斷前進，努力超越。

『貳』 燃料電池汽車和氫動力汽車 是屬於新能源汽車之下的兩類 還是氫動力汽車事燃料電池汽車的一種

兩種不同的能源
目前應用於生產中的，基本都是氫動力和普通汽油的混合動力。燃料電池目前仍處於開發，改進階段。
燃料電池的基本原理是利用水作為原料，通過化學變化從而轉化成氫氣和氧氣，這個化學變化的過程中轉化的能源作為動力。
而這個過程中，存在很多尚未解決的問題，其一，化學反應階段，需要鉑金作為催化劑。鉑金的造價比較高，而且存在量有限，所以不適合應用於大量生產中。
其二，產生的氫氣的儲存問題。氫氣處理不當，容易引起爆炸。這個在汽車產業里，是相當危險的。
當然還有很多其他的專業問題，比如催化劑中毒啊，之類的。。。

『叄』 新能源汽車的基本結構和工作原理呢是什麼

你好，
傳統內燃機汽車主要由發動機、底盤、車身、電氣設備四大部分組成。純電動汽車與傳統汽車相比，取消了發動機，傳動機構發生了改變，根據驅動方式不同，部分部件已經簡化或者取消，增加了電源系統和驅動電機等新機構。由於以上系統功能的改變，純電動汽車改由新的四大部分組成：電力驅動控制系統、底盤、車身、輔助系統。
原理：來自加速踏板的信號輸入電子控制器並通過控制功率變換器來調節電動機輸出的轉矩或轉速，電動機輸出的轉矩通過汽車傳動系統驅動車輪轉動。充電器通過汽車的充電介面向蓄電池充電。在汽車行駛時，蓄電池經功率變換器向電動機供電。當電動汽車採用電制動時，驅動電動機運行在發電狀態，將汽車的部分動能回饋給蓄電池以對其充電，並延長電動汽車的續駛里程。

『肆』 氫雲研究：誰將主宰未來新能源汽車：氫燃料電池 or 固態鋰電池

作者|tom高級新能源分析師

我國油氣資源匱乏，大幅度以來國外進口。為了保證國家能源安全，採取多元化能源發展路線。早期嘗試了甲醇等生物質燃料，後又發展天然氣、液化石油氣燃料。隨後又探索了超級電容、鋰電池、燃料電池等技術，鋰電池已經成功應用到交通領域，成為近年來新能源發展主力軍。

鋰電池能量密度，續航里程偏低，加之安全性存疑，一直備受業內外爭議。而氫燃料電池技術突破，超高能量密度，成為業內外關注焦點。本文將從全新一代鋰離子電池技術——固態電池，與氫燃料電池技術發展，分析二者優劣勢，預判未來應用前景，供讀者參考。

首先從全新一代鋰電池技術——固態電池開始，分析目前固態電池技術產業化進程，及其技術優劣勢。

1、固態電池產業化只差臨門一腳，但續航改善有限

近一年多，台灣輝能開始與各大主機廠進行合作，測試電池包，這在氧化物固態電池領域具有標志意義。在10月22日東京車展上，豐田汽車CTO寺師茂樹也表示，2020年東京奧運會示範運營固態電池汽車，2025年左右可以大規模生產固態電池汽車。以這些信息來看，輝能似乎在半固態電池產品和豐田硫化物全固態電池離量產越來越近。

2、輝能半固態鋰電池初步具備小批量生產能力

近日，輝能CEO在某論壇上透漏了最新電池技術進展。通過論壇信息，我們可以看到目前輝能所謂固態電池並非全固態電池，而是採用添加少量有機電解液的半固態電池。添加少量有機電解液，可以大幅改善界面接觸問題，使得電池性能幾乎達到液態電池水平，同時在安全性、高低溫性能、散熱等方面還具有明顯優勢。這種半固態電池解決了目前液態鋰電池安全問題，但沒有解決能量密度問題。由於負極不能採用金屬鋰，其能量密度將不會有領先優勢。

表1主要鋰電池技術路線特徵

圖6兩種電池成本-續航里程對比

6、超長續航，長途、重載場景氫燃料電池優勢明顯

氫燃料電池由於能量密度高，長續航優勢明顯，可以運用於大載荷場景，如大型遠洋船舶、重型長途車輛，而動力電池是難以勝任這些應用場景的。在燃料電池發展早期，我們已經看到其在大型船舶、火車、重載車輛領域的應用嘗試，筆者認為氫燃料電池在這些領域應用更具有優勢。而固態電池延續了液態鋰電池優點，同時在一定程度上彌補了其續航里程（能量密度）不足問題，但其仍然難以與燃料電池相比。

氫燃料電池和鋰電池在很多應用領域是相互補充的，比如在電網儲能領域，氫燃料電池容量大，而鋰電池響應快，在電網儲能中起到作用也不盡相同。鋰電功率密度大、氫電能量密度高，電-氫混合技術成為目前氫燃料電池汽車主要採用技術路線。能源領域從來都是受到政府管制的，未來不排除政府通過稅收及相關管制措施，調節氫燃料電池使用成本，使得氫氣使用成本具有比較優勢。筆者認為不能單純否定某一種技術，二者具有非常好的互補性，協調二者發展才能更好促進新能源產業發展。

本文來源於汽車之家車家號作者，不代表汽車之家的觀點立場。

『伍』 固態鋰電池和氫燃料電池，究竟誰才是未來新能源汽車主流

當前，固態鋰電池和氫燃料電池兩大技術已成為新能源汽車產業發展的重要技術路線。二者爭鋒，各有利弊，我國新能源汽車布局該何去何從？

氫雲鏈認為，固態鋰電池技術相對成熟，有一定商業化基礎；而氫燃料電池在長途、重載方面有望率先取代燃油車。

具體來看：

●鋰電池產業基礎雄厚，但固態電池技術有待升級

固態鋰電池技術是目前車用動力電池取得能量密度突破的重要方向。固態電池具備離子電導率高、機械強度高以及能量密度高等優勢，受益於國內鋰電池領域原有的技術積累和產業資源，可實現批量化生產且成本較低。固態電池在安全性與能量密度方面具備很大潛力，但是還需開展大量的研究工作改善電極/電解質界面、固體電解質加工以及化學穩定性等問題，彌補其低溫條件下續駛里程銳減、充電困難、溫控系統能效高等缺陷。

●氫燃料電池性能優勢明顯，但核心技術缺失、配套建設不足

氫燃料電池作為另一個發展分支同樣深受業界推崇。氫燃料電池具有重量輕、壽命長、能量密度高、補給時間短、續航里程更長以及不受環境影響等特點。但其關鍵部件質子交換膜、催化劑、雙極板等核心技術長期被國外壟斷，嚴重製約產業發展，而且國內尚未形成制氫、儲氫、加氫充分配套的氫能生態鏈，氫能基礎設施建設不足，短期內難以大范圍推廣。

●兩種動力技術路線潛在應用優勢各有不同

國內新能源汽車發展環境復雜，需求各異，固態鋰電池和氫燃料電池兩種技術路線擁有各自的優勢和短板，面向實際應用各顯潛力。

就能源分布、氣候、地域以及區域功能性差異來看，兩條技術路線分別有用武之地。首先，國內煤礦資源分布不均，近50%的煤炭資源分布在華北地區，另有約30%的儲量在我國西北地區，而華東、西南等地區則少有煤炭資源。華北和西北地區電廠的多餘產能可通過充電樁為固態鋰電池汽車提供動力來源，達到燃油代替和提高電力利用率雙重效果；

據統計2018年我國平均棄風率為7%，主要集中在新疆、甘肅、西藏等地區，隨著制氫技術的發展，這些未被利用的資源可以轉化為氫氣，並以壓縮氣態儲氫、液化儲氫等方式儲存起來。因此當地豐富的可再生能源為發展氫燃料電池汽車提供了得天獨厚的條件。其次，現有固態電池技術暫無法滿足東北等高寒地帶的應用需求，而氫燃料電池可作為替代技術在這些地區優先發展。再次，就地域條件而言，華東地區城市分布較為集中、發展迅速，用車數量持續上升且短途交通線密集，適宜發展固態鋰電池汽車。此外，港口加氫站集中布局難度相對較低，可針對停泊在港口的商用車進行轉型，在港口布局氫能產業；高速公路等沿線服務區也便於設立油氫混合站，打造氫能城際高速，實現加氫站與加油站、加氣站和充電站多站合一的布局。

氫雲總結：

根據汽車種類及用途的不同，兩種技術也各有所長。家用乘用車、公交車數量龐大，行程較短，更適合裝載高能量密度、小體積的固態鋰電池。而且相比氫燃料電池，固態鋰電池技術相對成熟，具備一定商業化基礎，可滿足乘用車及公交車的高需求量。商用車、物流車以及重型卡車需要充足的乘用空間和長續航能力，裝載固態鋰電池會佔用空間並增加負重，而氫燃料電池本身質輕，燃料藉助外循環進入車體提供動力，在長途、重載方面實為取代燃油動力的首選。

此外，加氫體系適合集中布局，與長途、重載車集中存放的特點不謀而合，這可以大大提升加氫站利用的效率，降低維護成本。

『陸』 燃料電池汽車相對於其他新能源汽有哪些優勢

優點：
1、零排放或近似零排放。
2、減少了機油泄露帶來的水污染。
3、降低了溫室氣體的排放。
4、燃油電池的轉化效率高（60%左右），整車燃油經濟性良好。
5、運行平穩、無雜訊。
缺點：
燃料電池成本高昂，同時使用成本（氫）也昂貴。

『柒』 新能源汽車氫燃料電池有什麼好

如果用一個詞去形容剛落下帷幕的2018年CES大展，那一定是未來。無論是汽車圈內廠商還是科技界大咖都展示了自己對未來技術的理解。而在這眾多未來黑科技之中，最讓車叔對其充滿無限遐想的就是現代發布的「下一代燃料電池車」——Nexo。

除了龐大的綜合成本之外，氫氣的製造和儲存成本也是一大問題。目前制氫方法主要是甲烷水蒸汽轉化法。這也是目前來講最成熟、成本最合理的氫氣制備方法。但問題是，在甲烷水蒸汽制備過程中，甲烷的逸出量超乎了人們的預期，高達7%，而甲烷的溫室效應是臭名昭著的二氧化碳的86倍，這樣還有誰敢說氫能源100%環保！

至於儲存就更難了，與傳統的汽柴油燃料不一樣，氫氣的存儲成本高得多。氫氣是非常特別的元素，說白了，氫氣化學性質太活潑了，又是超低溫，又是超高壓，在運輸和儲存環節有各種的麻煩。這也直接導致氫能源運輸和儲存的成本非常的高。

車叔總結：從目前氫燃料電池的發展來看，本身技術上已經不再是瓶頸，而難就難在其綜合造價成本，以及後期天價的基礎建設。就算在韓國，也就計劃到2025年增加到200個氫燃料加氣站而已。所以，在成本以及推廣這兩大攔路虎面前，氫燃料電池汽車的普及恐怕還有很長的路要走呢

『捌』 100噸鉑金 生產多少氫燃料電池汽車

目前成本確實高，原因在於氫的密度太小，要儲存足夠的氫燃料需用很多容器或存儲介質，或者使用高壓液化技術，危險系數增大，且會增加車輛自重並影響速度。

『玖』 氫燃料電池汽車與鋰電池汽車，誰將主宰新能源汽車的未來

大家都知道，目前很多國家為了降低環境污染以及緩解能源依賴性，都在大力發展新能源汽車。而在新能源汽車的發展道路上，並非路線單一。就目前來看，除了關注度較高的純電動汽車之外，氫燃料電池汽車同樣也是新能源汽車發展的一個重要方面。那麼氫燃料電池汽車與搭載鋰電池的純電動汽車，誰將主宰新能源汽車的未來呢？

所以，目前鋰電池汽車所佔的市場規模較大，很多企業也在不段對氫燃料電池加以研究。如果在未來能夠降低生產成本和加氫站的建設成本，那麼氫燃料電池汽車或許能夠與鋰電池汽車一較高下，但是短期內難以實現。

本文來源於汽車之家車家號作者，不代表汽車之家的觀點立場。

『拾』 日產宣布停止氫燃料電池，為何要這樣做新能源的未來在哪

客觀地說，停止燃料電池開發是日產汽車的企業競爭戰略，不能直接用作否定氫能的技術路線的論據。 要說氫汽車到底行不行，就得回到兩條技術路線的根本區別上來。

日產停止開發氫汽車，電動才是王道，氫能真的不行嗎？

與電力技術相比，氫燃料電池是未來的技術，全使用循環的碳排放量低，加油方式也與燃料相似，加氫只需要3-5min，但續航能力與燃料車基本相同，使用習慣與燃料車基本一致，這方面的優勢很明顯。

中美德都選擇了電動化，但並不意味著氫燃料電池完全被淘汰了。 從另一個角度來看，氫能並不是不行，氫能並不是用於轎車，但用於商用車，氫能還是有前景的。

商用車最適合氫燃料電池。 因為貯氫罐體積一般較大，商用車布局方便，氫燃料電池質量更輕，加氫速度也比較快，可以填補新能源汽車在長壽命、高負荷領域的空白。 另外，商用車路線比較固定，對氫氣站的要求比較小。

從長遠來看，電池技術和燃料電池技術都會持續進步，各自的劣勢也會逐漸克服。 但是，在可預見的未來，與兩者相比，氫能沒有可能大規模應用，只限於在特定領域的應用。 但純電和氫能在各自的應用場合相輔相成，可以發揮不同的優勢。