8月29日消息，近期，科学家们研发出了一种新的氢燃料电池。由香港科技大学化学与生物工程系邵敏华教授领导的研究小组发现了一种新的配方。它不仅减少了80%的铂金使用比例，而且在电池的耐久性方面也创下了历史最高纪录。该研究成果已于近期发表在了《自然催化》杂志上。据称，它不仅是迄今为止世界上最耐用的氢电池，而且更具有成本效益，为全球更广泛地应用绿色能源铺平了道路。这个好消息让氢燃料电池再次回归到大众视野，接下来我来浅谈一下氢燃料电池。

那什么是氢燃料电池？氢燃料电池诞生背景？氢燃料电池有哪些优势？又有哪些应用？目前发展到哪个阶段了，又有哪些局限性？哪些企业值得关注？新赛道如何跑出“加速度”

一、什么是氢燃料电池？

氢燃料电池是将氢气和氧气的化学能直接转换成电能的发电装置，可实现氢能的移动化、轻量化和大规模普及，能广泛应用于交通、工业、建筑、军事等领域。在道路交通领域中，氢能凭借零污染、可再生、加氢快、续航足等优势，被誉为车用能源的“终极形式”，其中商用车又是未来氢燃料电池在道路交通领域的核心增量。

其基本原理是电解水的逆反应，把氢和氧分别供给阳极和阴极，氢通过阳极向外扩散和电解质发生反应后，放出电子通过外部的负载到达阴极。

从全球来看，燃料电池主要运用于固定式电源、交通运输和便携式电源三大类领域。既适用于集中发电，建造大中型电站和区域性分散电站，也可用作各种规格的分散电源。交通运输领域包括为乘用车、巴士/客车、叉车以及其他以燃料电池作为动力的车辆。

二、诞生背景

“近期，全国各地出现罕见的高温，特别是南方和川渝地区，其实不仅中国如此，全球其他国家也出现类似情况”，这个问题科学家们在很早之前就意识到了。高温的原因是空气中温室气体（主要有二氧化碳（CO2）、甲烷、臭氧、一氧化二氮、氟利昂以及水汽等）的含量超标，造成“温室效应”，有科学家把2019年称作“气候危机”元年。各国为了解决这个问题都提出了要减少碳排放，规划自己国家“碳达峰”、“碳中和”的时间节点，比如中国预计在2030年实现“碳达峰”，在2060年实现“碳中合”。

要减少碳排放不是说说就可以了，目前世界上大多数的国家主要能源是石油、天然气、煤炭。要减少碳排量，也就是意味着需要找到其他能源来替代，比如风能、光能、电能和核能等。

目前汽车尾气是大气中二氧化碳的主要来源之一，因此需要有新能源汽车来代替目前的传统汽车，目前最广的还是电动车，主要用锂电池来提供动力，但是锂电池本身也会给环境带来较大的污染，因此不是最好的解决方案。这时氢燃料电池应运而生，它是真正的清洁能源。

三、产业链

燃料电池位于燃料电池汽车产业链的中游，燃料电池汽车产业链上游为膜电极、双极板、各类管阀件与传感器、车载高压储氢瓶等发动机零部件生产制造行业，产业链中游为燃料电池及电堆集成行业，产业链下游为燃料电池整车制造行业。交通领域是氢能源最重要的应用场景，氢燃料电池汽车是现阶段实现氢能在交通领域推广和应用的切入点和关键点 。

燃料电池是燃料电池汽车动力总成的核心部件，关系着整车运行的安全性，对燃料电池汽车是否具备成熟、可靠的性能表现具有重要影响。相较于传统燃油车或纯电动汽车动力系统，燃料电池发动机系统结构较为复杂。燃料电池发动机系统主要由燃料电池发动机、电压变换器、车载氢系统等构成，其中燃料电池发动机主要部件包括电堆、发动机控制器、氢气供给系统、空气供给系统等。

四、氢燃料电池的优势

1、无污染

氢燃料电池对环境无污染，燃料电池只会产生水和热。如果氢是通过可再生能源产生的（光伏电池板、风能发电等），整个循环就是彻底的不产生有害物质排放的过程。

2、无噪声

氢燃料电池运行安静，噪声大约只有55dB，相当于人们正常交谈的水平。

3、高效率

氢燃料电池的发电效率可以达到50%以上，这是由燃料电池的转换性质决定的，直接将化学能转换为电能，不需要经过热能和机械能（发电机）的中间变换。

4、可以循环使用，理论上可以无限循环

燃料电池（FuelCell），是一种发电装置，不像普通电池一样用完就丢掉，也不像充电电池一样，用完须继续充电，只需要添加“氢”就可以维持其电力。

氢燃料电池工作示意图。

五、氢燃料电池的应用

氢燃料电池作为真正的清洁能源，它最大的作用就是发电。因此他在汽车、飞机、航天甚至家用等各个领域都能作为动力使用。

六、氢燃料电池的不足

氢燃料电池本身没有什么问题，有什么不足也只是现在技术不到位。1、安全性问题；2、氢燃料的贮存技术；3、成本问题，氢燃料电池的成本是普通汽油机的100倍，这个价格是市场所难以承受的。

七、发展现状

1、英国政府将大力发展氢燃料电池汽车，计划在2030年之前使英国氢燃料电池车保有量达到160万辆，并在2050年之前使其市场占有率达到30%-50%。

2、日本将于2015年前建成100座加氢站，已建成13座，其中丰田在2015年已经开始生产氢能源汽车；

3、欧盟在近期通过了增加燃料电池巴士项目；荷兰、丹麦、瑞典、法国、英国与德国六国已经达成共同开发推广氢能源汽车的协议，各国将一同建设一个欧洲氢气设施网络，并协调能源传输。

4、韩国现代汽车在蔚山工厂举行了氢燃料电池电动车量产仪式，从本月末起将正式生产途胜ix氢燃料电池电动车，现代汽车ix35燃料电池车批产型号已于2012年3月下线，并计划2015年起大批量生产。

国家燃料电池技术创新中心正式在山东潍坊挂牌

5、中国

2010年6月30日，山东东岳集团向全世界宣告，中国自主研发的氯碱用全氟离子膜、燃料电池膜实现国产化。中国由此成为世界上第三个拥有该项技术和产业化能力的国家。

今年8月27日，国家燃料电池技术创新中心正式在山东潍坊挂牌，一举成为全球最大氢燃料基地。

八、前景是广阔的，道路是曲折的。在氢能源电池领域有哪些企业值得关注？

1、亿华通

2、长城汽车

3、天能股份

4、道氏技术

5、潍柴动力

6、美锦能源

7、东岳集团

九、新赛道如何跑出“加速度”？

“发展氢能与燃料电池是能源交通行业低碳转型的重要选择之一。”科技部副部长张雨东在此间举行的2022世界新能源汽车大会上说，大力发展氢能和燃料电池不仅有助于交通行业早日实现“双碳”目标，还有助于加快我国能源结构调整，保障能源安全。

氢能作为一种来源丰富、绿色低碳、应用广泛的二次能源，被认为是可再生能源规模化高效利用的重要载体。本届大会上，推进氢燃料电池汽车商业化发展成为与会嘉宾关注交流的焦点。

记者在大会北京展示现场看到，长安深蓝、北汽福田、韩国现代和日本丰田等国内外车企都带来了新款氢能汽车。

与会专家认为，当前，全球氢能产业尚处于初期示范和商业模式探索阶段，相较于纯电动汽车，氢燃料电池汽车在大载重、长续航和高强度的应用场景中具有先天优势，适宜从商用车入手推广普及燃料电池技术。

“商用车保有量仅占我国汽车保有量的12%左右，但它贡献的碳排放量却占55%。2022年上半年，新能源商用车渗透率仅为5%，远低于乘用车的23%。”中国科协主席、世界新能源汽车大会主席万钢说，而今年北京冬奥会、冬残奥会期间，1000余辆燃料电池汽车实现了大规模氢燃料电池汽车示范运行，证明了燃料电池汽车在冬季零下20摄氏度情况下应用技术和经济的可行性，应加快推进氢燃料电池为重点的商用车电动化。

近年来，我国高度重视并积极推动氢能技术与产业发展，在推动氢能领域关键核心技术攻关和全产业链技术创新、推动氢能多场景高效利用、引导氢能产业健康有序发展等方面加大部署力度，取得了阶段性进展。

本次大会上，福田汽车搭载了亿华通240千瓦氢燃料电池发动机的49吨重型卡车吸引了众多参会者的目光。这款车最高满足1000公里以上续航需求，被业内专家认为是我国重卡领域燃料电池的技术突破。

2021年8月起，我国明确将上海、北京、广东3个城市群列为全国首批燃料电池汽车示范应用城市群，年底扩展到5个城市群共涵盖数十座城市；今年3月，《氢能产业发展中长期规划（2021-2035年）》出台，明确氢能是未来国家能源体系的重要组成部分，氢能产业是未来产业重点发展方向。

“示范城市群建设以打造100%自主可控的技术创新体系为目标，近一年来，在燃料电池汽车领域电堆、空压机的核心技术水平已经达到预期。”京津冀燃料电池汽车示范城市群工作专班办公室副主任杨军说。

围绕氢能技术下一步的开发应用，中国科学院院士、清华大学教授欧阳明高认为，当前技术创新应该首要解决氢的制取储运问题，突破燃料电池、电解装置等核心环节，以燃料电池商用车为突破口，带动氢能产业技术链和产业链发展。

国家能源局总工程师向海平指出，目前我国氢能产业正处于发展初期，创新能力、技术装备水平等仍有很大提升空间，必须围绕氢能全产业链全面提升基础研究、关键核心技术前瞻性技术和原始创新的能力和水平，重视创新成果的产业化和示范应用。

张雨东表示，下一步，科技部将持之以恒支持氢能与燃料电池基础前沿和共性技术创新，通过国家科技计划在波动性电源电解制氢、绿氢转化氨醇烃等方向开展研究，探索氨燃料电池和高温燃料电池等前沿技术，支持燃料电池商用车、氢动力高速列车、氢动力船舶等氢能交通工具发展。同时，以国家重大需求为牵引，强化氢能与燃料电池科技创新整体布局，面向“双碳”背景下“西氢东送”“海氢陆送”等重大应用场景，大力发展光伏、海上风电等可再生能源高效制氢技术和远距离、长时间、高效率氢能输配技术，为构建科学有序的氢能基础设施网络提供科技支撑。

来源：拾光清语，新华网，钱眼信息