本研究通過對(duì)比將燃料電池和內(nèi)燃機(jī)在原理、應(yīng)用、產(chǎn)品、定位等方面進(jìn)行了較為詳細(xì)描述,其中通過燃料全生命周期分析與先進(jìn)產(chǎn)品技術(shù)剖析可以了解未來燃料電池可能的發(fā)展趨勢;也通過產(chǎn)品多角度對(duì)比指明燃料電池存在的不足,并建議燃料電池發(fā)展需要向傳統(tǒng)內(nèi)燃機(jī)技術(shù)靠攏;最后對(duì)燃料電池和內(nèi)燃機(jī)在未來能源社會(huì)的定位進(jìn)行了闡述。 

【文章來源】：科學(xué)技術(shù)創(chuàng)新. 2020,(17)

【文章頁數(shù)】：6 頁

【部分圖文】：

各類燃料全生命周期能耗圖

再看排放。在WTT階段，主要通過一次能源燃燒或重整汽化的電力和氫氣排放必然遠(yuǎn)高于通過從一次能源提煉而來化石燃料。其中電力由于中國發(fā)電結(jié)構(gòu)的原因使得該階段排放是最高的。但在TTW階段，電力和氫氣均屬于零排放，而化石燃料在該階段的排放較高。綜合多項(xiàng)排放物合并兩個(gè)階段數(shù)據(jù)得到相關(guān)燃料在全生命周期的排放情況如圖。由圖可以看出電力的排放太大，這也是純電動(dòng)車備受環(huán)保詬病的重要原因。另外，綜合看氫氣的排放少于化石燃料。從上述描述得到如下結(jié)論：

本田汽車公司于2016年推出的Clarity fuel cell powertrain。該產(chǎn)品系統(tǒng)功率推算在80～85kW左右（電堆峰值功率103k W），相當(dāng)于小型轎車發(fā)動(dòng)機(jī)的輸出功率。主要技術(shù)特征如下：（1）媲美傳統(tǒng)內(nèi)燃機(jī)的系統(tǒng)集成度。Clarity fuel cell powertrain將燃料電池系統(tǒng)的重要零部件集成為一個(gè)整體，擁有與V6發(fā)動(dòng)機(jī)相近尺寸，見圖3[9]。這是量產(chǎn)版燃料電池系統(tǒng)第一次在空間和器件布局上達(dá)到傳統(tǒng)內(nèi)燃機(jī)的集成要求，體現(xiàn)了兩個(gè)信息：第一，燃料電池系統(tǒng)的集成方向是由內(nèi)燃機(jī)牽引，特別在乘用車領(lǐng)域。第二，燃料電池系統(tǒng)性能指標(biāo)離內(nèi)燃機(jī)差距較大。3.5L V6汽車發(fā)動(dòng)機(jī)峰值功率大致在210k W左右，燃料電池系統(tǒng)在相同體積下與傳統(tǒng)汽車內(nèi)燃機(jī)還有2.4倍的功率/體積差距。需要將國際主流3.1k W/L的電堆功率密度提升到7.4k W/L，系統(tǒng)功率密度從225W/L提升到500W/L。(2）改變單電池結(jié)構(gòu)定義。以往單電池組成為：1片陰極流道板+1片MEA+1片陽極流道板，陰極流道板與下一個(gè)單電池的陽極流道板通過粘接方式形成冷卻液流道。Clarity fuel cell powertrain中單電池組成為：1片陰極流道板+1片MEA+1片共用流道板+1片MEA+1片陽極流道板+1冷卻流道，但冷卻液流道在兩邊都有，每個(gè)冷卻流道要同時(shí)對(duì)兩邊的單電池服務(wù)[10]。現(xiàn)有方案相當(dāng)于傳統(tǒng)方案的兩個(gè)單體，但卻節(jié)省了1個(gè)流道板和1個(gè)由陰陽流道板組成的冷卻液流道。（3）基于Si C技術(shù)的燃料電池升壓器。極大減小元器件尺寸，提升了效率，更高的抗高溫能力降低了熱管理門檻。

【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
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