【讲堂】燃料电池用什么燃料？为什么未来汽车动力的第二选择是它？（一）

无独有偶，6月的CES展上，现代也把他最新的燃料电池车NEXO带到了现场。那么，燃料电池车究竟是什么，比起当前的混合动力或者电动车又有什么区别，【讲堂】就来和大家好好探讨探讨。

燃料电池车是以燃料电池为能量源驱动的车辆。注意，是能量源而非动力源，燃料电池车通过燃料电池产生电能，提供给电动机驱动车辆。所以动力源仍然是电动机，所以，严格来说，燃料电池车是电动车。

在有些文献中，燃料电池也会被称为燃料电池发动机，因为它的运作原理和狭义的电池并不相同。它并不是储能元件，它不能像锂电池那样储存电能，准确来说，燃料电池算是一种发电机，和发动机类似，需要外界输入的燃料（氢气），让氢气在电池堆内与氧气发生电化学反应，产生电能。

但现在电池也可以广义的指代产生电能的装置，如太阳能电池，所以从这个角度，燃料电池（Fuel Cell）也可以算是电池。

在初中的时候大家都学过电解水制氢气和氧气的试验吧，燃料电池内部的电化学反应就是把这个过程反过来，往燃料电池中输入氢气和氧气，阳极，氢气在催化剂的作用下失去电子，成为氢离子（也就是质子），质子透过燃料电池的核心元件：质子交换膜，来到阴极，与氧气反应，生成水。

等等，要反应的话是不是还缺了什么？对，还少了电子，阴极氢气失去的电子通过外电路来到阳极，参与反应。而电子经过外电路的这个过程是不是也有即视感？这不就是电流吗？

于是，经过

这样很简单的反应，就让电子从氢原子中脱离了，到外电路走了一圈，产生了电流。

注意，燃料电池也分为很多种类，有的燃料电池可以使用甲醇作为燃料，其实燃料电池的能量转化核心在于电化学反应（氧化还原反应：[O]+[R]→[P]+Energy，[O]、[R]、[P]分别代表氧化剂、还原剂、反应生成物），只要能够在反应过程中产生得失电子的过程即可，并不规定氧化剂、还原剂究竟需要什么。当然现在大部分燃料电池都是采用氢气作为燃料。上图展示的为PEMFC，质子交换膜燃料电池，也是当前最主流的车用燃料电池。

了解了燃料电池是如何发电，那么这个问题就迎刃而解了。燃料电池并不需要充电，为其补充氢气和加油在时间上并没有什么区别，3、5分钟就能搞定。比起充电自然是快了许多，而相对于混合动力车型，燃料电池则有着无污染的优势。但是，当前制约燃料电池汽车发展的关键因素除了燃料电池本身性能、成本上的不足之外，加氢站的建设也拖了后腿。

加氢站的建设并非一家车企能够解决的，就算丰田开放氢燃料电池专利，鼓捣着建立燃料电池汽车联盟也不行，这种要求分布广泛，数量众多的基础设施建设必须依靠政府的力量，比起电能，氢气的运输储存对安全的要求更高。

燃料电池的概念是1839年G.R.Grove提出的，至今已有大约160年的历史。按工作温度不同，燃料电池可分为低温燃料电池（小于100℃）、中温燃料电池（100-600℃）及高温燃料电池（大于600℃）三类。而根据用途来分类，则可以分为：固定式燃料电池，主要用于发电站（分为大功率集中式发电站与小型家用的分布式电站）；移动型燃料电池，用于车辆、潜艇等交通工具；便携式燃料电池，用于手机、笔记本电脑等便携设备。

当然，最为普遍的分类是按照其电解质类型来分类，可以分为5种：碱性燃料电池（AFC）、磷酸型燃料电池（PAFC）、熔融碳酸盐燃料电池伽（MCFC）、固体氧化物燃料电池（SOFC）和质子交换膜燃料电池（PEMFC）。他们的特点如下：