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NEWENERGYAUTOMOBILE|新能源汽车

氢燃料电池的结构特性与氢燃料电池汽车的发展概述

徐志红朱晓雯徐彩妮
上汽通用五菱汽车股份有限公司广西柳州市545007

摘 要：氢燃料电池将化学能直接转化成电能，拥有零排放、效率高，基本无噪声，低温下表现优秀等优点，
同时也有成本较高、系统运行条件要求较高，存在一定滞后性等不足。氢燃料电池技术研究主要集中
于膜电极、双极板以及辅助系统三大方面，燃料电池电堆本身无法直接工作，需要空气系统，氢气系统，
热管理系统的协同工作，才能合理应对各种工况。国内外都将氢能作为绿色低碳的重要能源来大力推动，
随着需求的发展，成本将会大幅下降，未来5-10年内即将迎来高速增长期，市场化程度和普及率也会
随之大幅提高。
关键词：氢燃料氢燃料电池氢能氢燃料电池汽车

AnOverviewofStructureCharacteristicsofHydrogenFuelCellsandHydrogenFuelCellCarDevelopment
XuZhihong，ZhuXiaowen，XuCaini

Abstract：
Hydrogenfuelcellsconvertchemicalenergydirectlyintoelectricity,withzeroemission,highefficiency,littlenoise,lowtemperature
performanceoutstandingsuchasadvantages.Atthesametimealsoithasdisadvantagessuchasahighcost,higherdemandonsystemoperation
conditions,acertainlagetc..Hydrogenfuelcelltechnologyresearchmainlyfocusedonthreeaspects:themembraneelectrode,doublepoleplate
andauxiliarysystem,andthefuelcellelectricpileitselfcannotworkdirectly,andneedairsystem,thehydrogensystem,thethermalmanagement
systemofcollaborativework,reasonabletodealwithallkindsofconditions.Atdomesticandoverseasallarepushinghydrogenapplicationas
animportantgreenlowcarbonenergy.Alongwiththedevelopmentofdemand,costwilldecreasesharply.Thenextfivetotenyearsitwillusher
inrapidgrowth,marketizationdegreeandthepenetrationratewillalsobeincreasedsharply.
Keywords：
hydrogenfuel,hydrogenfuelbatteries,hydrogenenergy,FCEV

1引言新能源汽车行业驱动，发展前景良好。202078.08%；出货量占比第二位的是固体氧化物
年全球市场出货量占比最高的仍是质子交换燃料电池，占比为11.19%；质子交换膜（PEM）
随着我国坚定的朝着2030年碳达峰和
2060年碳中和目标推进，绿色能源的发展与膜电池，其出货比例占全球燃料电池市场的的质量对燃料电池的性能和寿命起着决定性
应用越来越快，氢能作为零排放、零污染的
表1燃料电池的基本类型[1]
能源在各行各业突显出它的重要性，而氢燃
料电池汽车在氢能应用上占有着绝对的比重，燃料电池碱性燃料电熔融碳酸盐燃料电酸性燃料电池固体氧化物燃料质子交换膜燃料
类型池AFC池MCFCPAFC电池SOFC电池PEMFC
国内外都在大力推广。氢燃料电池有着显著电解质碱性电解液熔融碳酸盐磷酸固体氧化物聚合物

的优点，但也面临着不可忽视的挑战，需要比功率
上下游产业链共同推进，在燃料电池技术及（W/kg）35-10530-40120-18015-20340-800
燃料电极的天然气、甲醇液化
制氢、储氢、加氢站全方位努力，大幅降低天然气、液化石油气
燃料种类H石油气H、CO、HCH
成本，扩大应用。22
启动时间几分钟＞10min几分钟＞10min＜5s

2氢燃料电池运行温度
（℃）90-100600-700150-200800-100050-100

催化剂镍/银镍铂LaMnO铂
2.1燃料电池的分类/LaCoO
33
启动快/工作启