最近，關於燃料電池汽車的新聞應接不暇，仿佛在突然之間這個曾經還遙不可及的先進技術已經能夠滿足民用需求。其實，很多人在此之前都已經聽說過燃料電池的大名，尤其是在航空航天領域中燃料電池更是早早服役，作為可靠又高效的能源發生單位為太空飛行器提供充足的電能。
在燃料電池不斷發展幾十年後，如今的燃料電池技術完全可以做到輕量化，放在民用車中不是難事。
那麼，既然燃料電池是從航天技術中"下放"民用的高新技術，它應該具備昂貴與精密的特性吧？民用車能不能用得起呢？另外也有朋友問了，燃料電池和我們普通常見的電動汽車裡使用的三元鋰電池有何不同呢？車行哥作為個技術控文科生，覺得自己有責任為大家講講燃料電池的相關知識，當然，車行哥會用比較通俗的話語，畢竟太難的我也不懂。
啥是燃料電池？
燃料電池是一種能量轉化裝置，它是按電化學原理,即原電池工作原理，等溫的把貯存在燃料和氧化劑中的化學能直接轉化為電能，因而實際過程是氧化還原反應。燃料電池主要由四部分組成,即陽極、陰極、電解質和外部電路。燃料氣和氧化氣分別由燃料電池的陽極和陰極通入。燃料氣在陽極上放出電子，電子經外電路傳導到陰極並與氧化氣結合生成離子。離子在電場作用下，通過電解質遷移到陽極上，與燃料氣反應，構成迴路,產生電流。
以燃料電池為供能系統的思路，其實早在上世紀60年代就開始應用了。只不過這項技術在當時只應用在航天領域，在太陽能電池板還未出現的時候，燃料電池是載人航天、衛星運行等航天任務中唯一的供能手段。相比蓄電池龐大的體積和較低的儲能密度，燃料電池系統具備輕便、靈活、供能效率高的特點。
由於燃料電池結構和發電原理的特殊性，燃料電池的能量轉化率（燃料——電能）接近100%，是迄今為止熱效率最高的發電單元。隨著燃料電池技術的不斷成熟，如今這項黑科技開始投放民用市場。早在1992年，豐田公司便開始著手研發可供車用的燃料電池系統，1996年，豐田成功研製並發布了首款燃料電池汽車FCEV。
燃料電池很貴很精密嗎？
航天級技術、出色的熱效率、小巧的體積和超輕的重量，這一切都滿足汽車工程師們所追求的"輕量化"目標。既然燃料電池這麼厲害，那麼按照一分價錢一分貨的原理，它一定很貴吧。誠然，在航空航天領域，由於每個零部件都是定製化生產，單個零部件的成本相當高，因此太空飛行器上的燃料電池系統自然很貴。
但在量產車身上，任何零部件全部都是大批量流水線作業生產，單個配件成本相當低。並且由於不必考慮種種太空環境，整個系統的配件也不必採用貴重金屬和其他材質生產，因此民用車級別的燃料電池系統造價並不昂貴，甚至還低於一些主流廠家的中低端四缸發動機。至於燃料電池會不會過於精密以至於它可靠性有不足的問題，大家更不必擔心。
航天級的技術普遍有一個共性——可靠性必須特別高。尤其是重中之重的能源供應系統，更是不能出現絲毫問題。燃料電池系統在設計之初的思路就是利用最簡單、小巧緊湊的結構發揮最大功能。因此燃料電池的結構完全談不上精密，只要汽車廠家能夠把內燃機生產工藝吃透，製造出合格的燃料電池輕而易舉，可靠性？混過太空的傢伙，地面上算個啥？
燃料電池有什麼特點和不足？
燃料電池由於結構優勢，具備內燃機系統難以達到的輕量化和小型化優勢（同等熱效率下）。以氫能源燃料電池為例，豐田所生產的燃料電池系統早已比自家的內燃機輕巧，裝在A級車裡根本不顯擁擠。另外，燃料電池系統還具備內燃機難以達到的熱效率，這意味著在燃燒同等熱值燃料的情況下，燃料電池可以提供比傳統內燃機更多的能量，從而達到節能的目的。
除了節能外，燃料電池還具備零汙染排放的優勢。傳統內燃機即便在國六排放標準下，依然會排放出大量的二氧化碳、一氧化碳和其它顆粒物。但燃料電池所使用的氫氣在燃燒後只會產生純淨水。這意味著燃料電池擁有內燃機難以比擬的環保優勢，不僅燃料環保可再生，排放物同樣無汙染甚至可以飲用。
第3， 燃料電池雖然名叫電池，但其結構中並不含有任何蓄電池。現階段我們所使用的蓄電池普遍含有多種汙染物質，報廢后所產生的汙染連發達國家都為之頭疼。但燃料電池就不存在此類問題，它的結構都是用金屬和複合材料製成，內部不含化學物質，報廢后全身可回收再利用。是不是比鋰電池、鎳氫蓄電池和鉛酸蓄電池靠譜多了？
第4， 燃料電池汽車的充能時間較短。大家都知道現在的新能源純電動汽車存在通病——續航裡程短、充電時間長。充電半小時，空調五分鐘可能是對充電式純電動車的戲謔，但這在一定程度上也反映出了它們的瓶頸。燃料電池汽車就不存在這些問題，它們的充能方式和燃油車一樣，幾分鐘就可以加滿一罐氣，然後開開心心上路，沒有裡程焦慮才能享受駕駛的樂趣。
但燃料電池也有不足。制約著人類無法大規模使用燃料電池的重要原因就是燃料的製備、運輸、貯存方式還不夠完全安全可靠。成本高、加氣站少等問題，都讓廠家們不敢推廣燃料電池汽車，畢竟離開了燃料，燃料電池汽車就成了一堆廢鐵，無法上路行駛。因此，想要無憂無慮地開上燃料電池汽車還需時日，當燃料生產至成品銷售環節漸漸成熟，燃料電池汽車必定對掀起一場交通工具的能源革命。
燃料電池的現狀與前景如何？
據不完全統計2016年以來隨著國內燃料電池汽車市場的增長以及國家政策的扶持，國內燃料電池產業投資規模呈明顯增長態勢，到2017年底我國燃料電池行業整體產能在60MW以上，2017年我國燃料電池出貨量達到44.7MW。2017年我國燃料電池出貨量佔全球的6.67%。隨著國內技術水平的提升，產業規模效應的顯現，我國燃料電池銷售均價將呈下滑態勢，預計到2024年我國燃料電池市場規模將增長至27.65億元。
國內相關企業快速布局氫燃料電池產業，雖然部分環節如增溼器、氫循環裝置等仍然缺乏相關企業，但是產業鏈聚集的速度正不斷加快，並趨於完善，國內氫燃料電池產業獲得了快速發展，特別是在汽車領域發展迅速，帶動了區域產業集群的形成，形成了京津冀、華東、華南（佛山-雲浮）、華中（武漢）四個氫燃料電池產業集群，並圍繞當地研發情況及工業基礎形成了各自的產業配套及商業應用模式。
在2019年，燃料電池產業被著重強調，長城和吉利兩家自主品牌龍頭也開始積極布局燃料電池產業，足可見中國政府和企業正在重視燃料電池汽車的發展。車行哥發現，目前已經有不少熱錢流向了燃料電池相關企業中，相信在資本力量的推動下我國燃料電池產業的發展也會站在風口上振翅起飛。
從長遠來看，氫能作為最潔淨、高效的新能源，已經引起全世界的廣泛關注。燃料電池汽車以其零尾氣排放和對能源的獨立性，有望實現汽車工業長期夢寐以求的目標，並向世人展示了其良好的應用前景，雖然短時間內難以大規模商業化，但我國在燃料電池技術開發上仍然擁有一定的優勢，應當結合外國先進的汽車製造技術，爭取儘快將燃料電池汽車推向市場，因而具有廣闊的投資潛力。
結語
有政策支持、有資金鋪路、有人才儲備，中國企業發展燃料電池技術可謂要啥有啥。以前由於市場和行業重點都不再燃料電池汽車上，導致了車企們並沒有太上心。如今平地一聲雷，燃料電池的優勢讓我們再次看到了既節能環保又不影響出行質量的能源希望。想實現彎道超車？向著燃料電池汽車這一"杆位"擼起袖子加油幹吧。