全球电动车用燃料电池技术开发动向

一、 前言
基于全球环保及节能的诉求，美、日、欧等工业先进国家百余年来即深深投入电动车及其电池的研究开发，其开发作为电动车用的电池种类很多，主要计有(1)二次电池，包括铅酸电池(Lead-Acid Battery；简称Lead-Acid)、镍镉电池(Nickel Cadmium Battery；简称Ni-Cd)、镍氢电池(Nickel Metal Hydride Battery；简称Ni-MH)与锂电池(Lithium Battery；简称)；和(2)燃料电池(Fuel Cell；简称FC)等，以下兹就燃料电池技术开发动向分析。
二、 目前主要产品技术课题与未来研究开发方向
除了电动车用二次电池以外，在电动汽车用燃料电池方面，历年来全球工业先进国家均投入巨额研发费用，并以国家型计画推动，由于目前各种燃料电池除了制造成本高(例如以50KW的燃料电池系统而言，白金触媒成本约为20g/KW，若就目前白金市价而言，约为USD800/ KW)以外，尚有产品技术成熟度均不高(例如激活及加速时，氢氧结合产生的电能并不能达到车辆行驶的要求)，及氢燃料反应所产生的水会降低燃料电池的效率，处于低温环境时，水甚至会结冰，而让燃料电池无法工作，但燃料电池湿度不足时亦会使电池效率降低，故有水处理的问题等技术课题存在，再加上如何解决低温下激活、高温行驶时等的课题，均是汽车用燃料电池今后主要的研究开发方向。
据调查，目前全球各国所开发的燃料电池电动汽车，都是采用相对于其它种类燃料电池而言，至现阶段为止是产品技术开发进展最快、技术成熟最高的质子交换膜燃料电池(Proton Exchange Membrane Fuel Cell；简称PEMFC)，此种燃料电池的操作温度为80~100℃，故激活时须先将温度提高到80℃，目前此种燃料电池的技术水准为当外部环境温度为20℃时，电动汽车激活约需20~30秒，当外部环境温度为-20℃时，电动汽车激活约需40~60秒；电动汽车用质子交换膜燃料电池未来的产品技术发展目标，为在10~15秒内能将温度提高到80℃以便激活电动汽车(并维持在80℃使电动汽车行驶)，而湿度则维持在接近100%，但勿超过100%，以便达到最高的电池效率。

三、 结论
由于目前燃料电池除了有制造成本高的课题外，尚有水处理及氢氧结合生成的电能尚无法达到车辆行驶的要求，而制动时，反应生成的电能又不能立刻中止，应如何回收此时的电能等的技术课题存在，故目前燃料电池电动汽车的产品技术发展，多仅处于实验的概念车种阶段而已，预计长期(10~15年)内才有可能有小批量量产的混合动力车种商业化产品上市。