風(fēng)口何時(shí)來(lái)？

我國(guó)定義的新能源汽車包含電動(dòng)汽車（純電動(dòng)，插電式混合動(dòng)力）以及燃料電池汽車。

相比于電動(dòng)汽車，燃料電池汽車被認(rèn)為是新能源汽車的終級(jí)解決方案，早已作為我國(guó)戰(zhàn)略性的新興產(chǎn)業(yè)而大力發(fā)展和支持。

燃料電池的風(fēng)口是否會(huì)全面到來(lái)？!在這之前我們不妨先對(duì)它做一個(gè)基本了解。

基本原理

燃料電池的工作原理與傳統(tǒng)電池類似，燃料（氫氣）在陽(yáng)極氧化，氧化劑（氧氣）在陰極還原。電子經(jīng)外電路負(fù)載從陽(yáng)極流向陰極，構(gòu)成回路，產(chǎn)生電流。

不同的是，燃料電池工作時(shí)，燃料會(huì)被不斷地消耗，因此需要一套單獨(dú)的儲(chǔ)存裝置來(lái)儲(chǔ)存燃料。

分類

燃料電池的分類方法很多，常按照電解質(zhì)的類型，分為堿性燃料電池（AFC），磷酸燃料電池（PAFC），熔融碳酸鹽燃料電池（MCFC），固體氧化物燃料電池（SOFC）以及質(zhì)子交換膜燃料電池（PEMFC）。

目前，主流的技術(shù)方向是以固體聚合物為電解質(zhì)，氫氣為陽(yáng)極燃料，空氣為陰極氧化物的質(zhì)子交換膜（PEMFC）燃料電池。

質(zhì)子交換膜燃料電池（PEMFC）

PEMFC又稱固體高分子電解質(zhì)燃料電池，其組成如下圖：

主要由兩塊雙極板（陽(yáng)極板/陰極板），兩塊附有催化層的兼做氣體擴(kuò)散層的電極，一塊質(zhì)子交換膜組成。

雙極板（集流板）：由石墨或金屬板制成，刻有導(dǎo)氣槽，能通過(guò)流道（平行、回旋型、蛇行等）將氫氣和氧氣導(dǎo)入電池。

它是單電池串聯(lián)組裝成電池堆的關(guān)鍵部件，收集并傳導(dǎo)電流，支撐膜電極，并起到支撐系統(tǒng)散熱和排水的作用。

膜電極（MEA）：由最中心的質(zhì)子交換膜和兩邊的電極（包括催化劑層和氣體擴(kuò)散層）組成。

質(zhì)子交換膜（PEM）：全氟磺酸為骨架，主要是交換氫質(zhì)子，隔離燃料和氧化劑。

催化劑層：一般以碳載鉑（Pt/C）為催化劑，它是發(fā)生電化學(xué)反應(yīng)的場(chǎng)所，也是電極的核心部分。

氣體擴(kuò)散層：一般以碳布或者碳紙作為基底，加上防水劑聚四氟乙烯（PTEE）組成。

主要作用是支撐催化層，收集電流，為電化學(xué)反應(yīng)提供電子通道，氣體通道和排水通道的隔層。

簡(jiǎn)單點(diǎn)來(lái)說(shuō)，質(zhì)子交換膜燃料電池主要由雙極板，膜電極（質(zhì)子交換膜，催化劑層，氣體擴(kuò)散層），和其他附件（密封裝置/散熱裝置/集流裝置等）三大部分組成。

到這里先簡(jiǎn)要介紹一下燃料電池的基礎(chǔ)知識(shí)，在之后的文章中，汽車人參考會(huì)更加進(jìn)一步為讀者分享燃料電池的相關(guān)信息以及見解。