雖然外表看起來與普通大巴車無異，但只要打開后艙蓋，就可以發(fā)現(xiàn)其中暗藏著的玄機：車底行李艙內(nèi)并排固定著4個氫氣罐——柴油發(fā)動機搖身變成了氫燃料電池。
不久前，來自武漢產(chǎn)學研、政府和媒體界的人士，一同見證了我國首批燃料電池通勤客車交付。親自乘車體驗后，在場的人不約而同發(fā)出了由衷贊嘆。截至目前，武漢開發(fā)區(qū)已建成燃料電池公交示范運營線3條，加氫站2座、在建加氫站1座。
當前，氫燃料電池車已經(jīng)陸續(xù)應(yīng)用于城市公交、物流等領(lǐng)域。高能效、長續(xù)航、零污染，這樣得天獨厚的優(yōu)勢，讓人們很難對氫燃料電池車說“不”。
環(huán)境友好
1838年，一位德國化學家最早提出了燃料電池的原理。幾年之后，有著“燃料電池之父”之稱的Willian Robert Grove發(fā)表了一個原理圖，同時提出了“氣體電池”的原始模型。而他使用的實驗裝置也被認為是第一個燃料電池裝置。
實際上，在20世紀50年代以前，燃料電池一直處于理論與應(yīng)用的基礎(chǔ)研究階段。直到20世紀60年代，伴隨著載人航天對于大功率、高比功率與高比能量電池需求的急劇增長，燃料電池才慢慢引起軍工部門的高度重視。
在眾多燃料電池中，氫燃料電池受到的關(guān)注顯然最多。其實，氫燃料電池發(fā)電的基本原理就是電解水的逆反應(yīng)。
在催化劑作用下，電池陽極上的氫分解為質(zhì)子和電子，帶陽電荷的質(zhì)子穿過隔膜到達陰極，而帶陰電荷的電子則在外部電路運行，從而產(chǎn)生電能；在陰極上的氧離子在催化劑作用下和電子、質(zhì)子發(fā)生化合反應(yīng)，進而生成了水。電池組通過像這樣大量串聯(lián)的燃料電池，就可以產(chǎn)生足夠的電能來驅(qū)動汽車。
就發(fā)電過程而言，氫燃料電池與普通電池有很大的區(qū)別：普通電池屬于一種儲能裝置，它們把電能貯存起來，在需要時予以釋放；而氫燃料電池則更像是一種發(fā)電裝置，即把化學能直接轉(zhuǎn)化為電能。
在氫燃料電池工作過程中，除了消耗氧氣和氫氣之外，沒有其他的能源消耗，而電和水則是最終產(chǎn)物。正因如此，氫燃料電池車被認為是真正實現(xiàn)了“零排放”的環(huán)保交通工具。
20 世紀90 年代以來，作為解決環(huán)境污染和能源供需問題的重要渠道之一，燃料電池車受到了空前重視，各國不約而同投入大量人力物力，研發(fā)燃料電池車。
高歌猛進
早在“十五”期間，我國就設(shè)立了863計劃電動汽車重大專項，將自主研發(fā)燃料電池汽車作為重點跨越領(lǐng)域。近年來，我國更是加快了對氫燃料電池車的部署，《能源技術(shù)革命創(chuàng)新行動計劃（2016-2030年）》《“十三五”國家戰(zhàn)略性新興產(chǎn)業(yè)發(fā)展規(guī)劃》和《“十三五”國家科技創(chuàng)新規(guī)劃》都將氫能發(fā)展與燃料電池技術(shù)創(chuàng)新提升到國家戰(zhàn)略高度，列為重點發(fā)展方向。與此同時，我國地方政府布局燃料電池汽車產(chǎn)業(yè)的速度也明顯加快。
日前，常熟市政府發(fā)布《常熟氫燃料電池汽車產(chǎn)業(yè)發(fā)展行動計劃（2019-2022年）》，旨在加快推進常熟氫燃料電池汽車產(chǎn)業(yè)發(fā)展戰(zhàn)略部署，計劃到2022年，常熟市氫燃料汽車產(chǎn)業(yè)整體發(fā)展水平和綜合實力大幅度得到提升。
實際上，只要多加留意就會發(fā)現(xiàn)，氫燃料電池車已經(jīng)開始悄悄出現(xiàn)在我們身邊，并潛移默化地影響和改變著人們的交通觀念。
2019年年末，江蘇鹽城首條氫燃料電池公交車示范線開通，并一次性投放了10輛氫燃料電池公交車。行駛平穩(wěn)無噪聲、沒有污染充電快，一趟“搶鮮”體驗下來，這款全新公交車輕而易舉地俘獲了駕駛員和試乘市民的心。
2019年北京世園會開園期間，細心的游客會發(fā)現(xiàn)園區(qū)內(nèi)有兩輛藍白色調(diào)相間的氫燃料電池客車擔負起了部分接駁工作，其實它們是在開展氫燃料車輛運營保障實驗，目的是為氫燃料電池車在2020年高山滑雪世界杯延慶站、北京冬奧會各類測試賽及2022年北京冬奧會應(yīng)用總結(jié)經(jīng)驗。
近日，安徽省六安市首批氫燃料電池公交車301路也正式上線，該車搭載的燃料電池系統(tǒng)采用了中科院大連化學物理研究所團隊專利許可、安徽明天氫能公司生產(chǎn)的金屬雙極板電堆產(chǎn)品。該金屬雙極板電堆具備結(jié)構(gòu)緊湊、可維修性強、耐久性能好等優(yōu)勢，體積比功率為3.0KW/L，達到國內(nèi)領(lǐng)先、國際先進水平。
隨著基礎(chǔ)設(shè)施逐漸完善以及技術(shù)的不斷進步，具備高效率、低污染以及長續(xù)航等優(yōu)勢的氫燃料電池車勢必將得到快速發(fā)展，并最終成為新能源汽車產(chǎn)業(yè)不可或缺的一部分。■
《科學新聞》 (科學新聞2019年12月刊 綠色)