现状与未来：9.5燃料电池运载工具及其电力系统

本章主要讨论所选择燃料电池动力运载工具的主要驱动力。另外，还会阐述汽车领域不同类型的燃料电池及各自特性，进而给出不同零排放类型的区别。本节主要讨论应用于运输领域的燃料电池技术现状以及未来的发展趋势。

零排放运载工具相比使用传统燃料技术工具具有明显的空气质量优势，如采用汽油的传统燃料技术。自从开发电动汽车以来，蓄电池电动车就已经作为满足零排放要求的最佳选择。而燃料电池技术在目前才获得了大部分汽车生产商的注意，主要是基于以下一个事实：历史上储存足够能量的蓄电池一般成本较高，限制了在电动汽车市场的发展。而且，如前所述，燃料电池汽车在运行时噪声更小并且无有害气体排放。

虽然现在有很多可行的燃料电池技术可以应用于汽车系统，但科学家和汽车研究者认为最佳的选择是DMFC的PEM。PEMFC组技术在过去几年中已得到很大提高，并且性能已接近于传统汽车。比较明显的进步是甲醇和汽油燃料处理器的小型化^［22］。而且，不同结构的燃料电池组都可用，并在很宽的功率密度范围内效率都很高。

尽管氢气在DHFC直接使用中有最高的转化效率，但是使用氢气燃料的汽车不易商用化。这是由于氢气在压缩和储存安全性要求问题。而且，如前所强调，氢气成本较高且获取不便^［22］。DHFC的主要优势是避免了使用转化炉。与DHFC相比，DMFC设计和运行相对简单，可靠性高，维护率低并且运行成本低^［23］。

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图9-21 不同类型汽车的估计份额

因此，由于燃料电池的高能量密度及与蓄电池电动汽车的一体化，可以清晰地预见汽车生产商将把注意力转移到混合电动汽车和燃料电池混合汽车上^［24］。目前美国、欧洲和日本主要关注燃料电池汽车的测试问题。研究结果预测燃料电池汽车和燃料电池混合汽车将在汽车市场占有相当的比例。人们对于这类汽车将在2010年所占市场份额的预测如图9-21所示。

如图9-21所述，预测汽车市场17％的份额将为非常规燃料汽车，如甲醇燃料电池汽车、柴油混合动力汽车、压缩天然气汽车和蓄电池电动汽车（BEVs）。

人们预测17％的汽车市场份额中10％将由混合电动车所占据。这意味着燃料电池的材料成本、配件成本和燃料电池技术的成本都会进一步降低，同时使用燃料电池的混合电动车将会进入市场。因此，21世纪将会见证燃料电池汽车系统的发展和使用，这些应用将使现有的运输系统得到极大改观，而对环境更友好。