能源无疑是当今全世界共同关注的一大话题，受全球能源消费量不断增长和能源消耗导致的气候问题，越来越多的有识之士认为，氢燃料电池汽车作为一种真正意义上的“零排放，无污染”载运工具，是未来新能源清洁动力汽车的必然方向，氢燃料电池汽车研发与量产，必将成为全球汽车工业领域的一场新革命。而衣宝廉，正是这方面的专家。

　　氢燃料电池汽车专家衣宝廉

　　衣宝廉，中国工程院院士，原国家863《电动汽车重大专项》专家组成员和燃料电池发动机责任专家，中国科学院大连化学物理研究所研究员，新源动力股份有限公司名誉董事长。

　　衣宝廉所在的中科院大连化物所是国内最早开展燃料电池技术的科研机构，从事燃料电池的研究和开发已有逾四十年的历史。经过四十年多年特别是最近几年的快速发展，大连化物所在燃料电池领域有了很好的技术积累和人才储备，是公认的国内一流的燃料电池研发单位，并在国际同行中具有相当的地位。在长期的研发过程中，大连化物所形成了较完整的燃料电池和电解池知识产权体系，在催化剂、离子交换膜、膜电极、双极板、电堆、燃料电池系统、检测与控制等方面申报国家发明专利200余项，形成了燃料电池自主知识产权体系。

　　经过四十多年的研究，衣宝廉院士越来越深刻地认识到，我国车用氢燃料电池产业化必须解决的一系列问题需要更多人了解，为此，他对中国客车网详细解释了氢燃料电池的原理和历史沿革，以及他的研发团队的成果，并指出了燃料电池商业化必须要解决的技术问题。

　　氢燃料电池的原理

　　衣宝廉院士告诉中国客车网，燃料电池之所以叫“电池”两个字，因为它的发电原理是电化学的，跟锂电池、锌锰干电池是完全一样的。它是用一张隔膜把一个氧化还原反应分为两部分，一部分发生氧化反应，一部分发生还原反应，就构成了一个电池。

　　但是燃料电池的工作方式跟日常使用的干电池是不一样的，燃料电池是一个能量转化系统，它要供给氢气、空气，作为电化学反应产物的水要排出来，就跟传统内燃机一样工作是要有汽油和空气供给，要排出来二氧化碳，因此氢燃料电池的工作方式是内燃机式的。氢燃料电池的一节工作电压小于1V(一般额定输出电压为0.6-0.7V左右)，航天设备使用电压一般为28V，乘用车一般为300V左右，大客车600V左右，为了满足实际应用需求，燃料电池需要成百、千节单电池串联起来形成电堆，其中一致性是非常关键的。

　　据衣宝廉院士介绍，从国际上来看，氢燃料电池车到现在分三个发展阶段。

　　第一阶段为1990年到2005年。1990年美国能源署开始制订氢能和燃料电池研发和示范项目，世界发达国家(地区)纷纷加紧氢能与燃料电池的研发部署。当时人们对这项技术的攻关难度理解不够，以为燃料电池车可能在1995年左右实现产业化，以至于巴拉德公司股票涨到190多美元，实际上做出的三辆氢燃料电池车在试验阶段稳定运行很好，放在芝加哥上路运行不到一个月全部垮掉，大家这才意识到燃料电池不适用于汽车的工况。

　　第二个阶段是2005年到2012年。用了7年时间终于解决了燃料电池的工况适应性问题，燃料电池比功率达到了2kW/L，在零下30oC也能储存和启动，基本上满足了车用要求。

　　第三阶段是2012年到现在，丰田燃料电池比功率达到了3.1 kW/L,并在2014年12月15日宣布，“未来”氢燃料电池车实现商业化，进入了商业推广阶段，其后，本田与现代也推出了燃料电池商业化车。因此，从商业化角度，有人把2015年誉为燃料电池汽车的元年。

　　据中国客车网了解，当前国际氢燃料电池汽车的现状为：氢燃料电池汽车已经渡过技术开发阶段，进入到市场导入阶段。燃料电池发动机功率密度大幅提升，已经达到传统内燃机的水平;基于70MPa储氢技术，续驶里程达到传统车水平(燃料填充<5min);燃料电池寿命满足商用要求(5000hrs) ;低温环境适应性提高，可适应-30℃气候，车辆适用范围达到传统车水平 。通过技术进步降低成本、批量制造的开发、以及加氢站的建设成为下一步研发重心;铂用量的降低，特别是采用非铂催化剂是长期而艰巨的任务

　　衣宝廉认为，现在产业化的关键问题是进一步建立生产线、降低成本和加氢站的建设。这是目前全球燃料电池汽车发展的共同问题。从燃料电池发动机来看，它现在可以做到跟内燃机互换，就是体积可以跟内燃机进行互换。从寿命来看，大巴车已经达到了1.8万小时，小车也超过了5千小时，功劳主要是采用了“电-电”混合方式，即二次电池与燃料电池混合驱动策略，使燃料电池在相对平稳状态工作，大幅提高了燃料电池的耐久性。

　　从成本来看，目前如果按年产50万辆计，燃料电池每千瓦成本大约是49美元，这个价格是可以接受的。业内有种看法是燃料电池汽车受铂(Pt)资源的限制，现在氢燃料电池铂用量国际先进水平能做到0.2g/kW，国内目前水平是0.4g/kW左右，产业化的需求是要降低到小于0.1g/kW。小于0.1g/kW是什么概念?据衣宝廉院士介绍，就是跟汽车尾气净化器用的贵金属量相当，这是需要依靠技术进步逐步实现的。

　　衣宝廉院士透露，现在国际各大汽车公司竞争的技术水平都是在燃料电池小轿车上体现，而小轿车对加氢站的数量依赖度较高，当加氢站不能够达到像加油站那么普及时，选择大巴车、物流车或轨道交通车发展是比较实际的做法。也就是对加氢站依赖度越低，越容易首先实现燃料电池车产业化，不会让用户产生加氢焦虑。

　　衣宝廉说，从全球发展来看，燃料电池车现在已经进入商业化导入期，当下的焦点就是降低成本和加氢站的建设。燃料电池发动机从性能、体积上可以实现与传统内燃机互换，低温适应性可以达到-30℃，行驶里程可以达到700公里，一次加氢小于5分钟，跟燃油车效果完全是一样的。随着企业界的参与，产品工艺的定型，批量生产线的建立，以及关键材料与部件国产化，相信燃料电池成本会得到大幅度降低。此外，要加大力度推进加氢站的建设，目前，国内一些能源公司、工业副产氢公司及地方政府对加氢站建设表现了极大的兴趣，纷纷制定规划投入开发，开始从事加氢站的建设，从数量上逐渐满足区域性加氢(如公交运营线、物流区等)需求。