燃料电池汽车关键技术研究现状

谢鑫 陶思成 刘志平 黄伟豪 江庆

摘 要：深入介绍燃料电池汽车催化剂、隔膜、双极板、车载氢系统等关键组件的技术特性和研究现状，为燃料电池汽车的研发工作提供参考。

关键词：燃料电池汽车;燃料电池电堆;车载氢系统

能源危机和环境危机等因素决定了新能源汽车的应用和普及是汽车行业发展的必然趋势。当前锂离子电池电动汽车的发展已经取得了显著成就，不过其还存在着续航能力差、充电速度慢等缺点，严重制约了其进一步推广应用。因此，政策决策者和市场参与者也越来越重视具有长续航里程、燃料加注时间短、无污染等优点的燃料电池汽车。然而，燃料电池汽车的商业化普及还面临着许多问题。本文将重点介绍制约燃料电池汽车普及的核心组件的技术特性和研究现状。

1 燃料电池电堆

1.1 燃料电池的原理

燃料电池的本质是一个高效的能量转换器，是将氢气的化学能直接、高效地转化为电能。其通过允许质子或者离子穿透而不允许电子穿透的电池隔膜，将氢气与氧气的氧化还原反应拆分成两个半反应[1]：在阳极催化层上发生的氢氧化反应和在阴极催化层上发生的氧还原反应;然后，电子只能通过外电路传递，从而为外电路上的负载提供电源。

1.2 催化剂

目前能满足实际应用要求的燃料电池氢氧化催化剂和氧还原催化剂只有铂基催化剂。而贵金属铂的高成本和稀缺性成为了燃料电池商业化推广的最大障碍之一。……