什么是燃料电池（燃料电池是什么？）

最近，关于燃料电池汽车的新闻应接不暇，仿佛在突然之间这个曾经还遥不可及的先进技术已经能够满足民用需求。其实，很多人在此之前都已经听说过燃料电池的大名，尤其是在航空航天领域中燃料电池更是早早服役，作为可靠又高效的能源发生单位为航天器提供充足的电能。

在燃料电池不断发展几十年后，如今的燃料电池技术完全可以做到轻量化，放在民用车中不是难事。

那么，既然燃料电池是从航天技术中"下放"民用的高新技术，它应该具备昂贵与精密的特性吧？民用车能不能用得起呢？另外也有朋友问了，燃料电池和我们普通常见的电动汽车里使用的三元锂电池有何不同呢？车行哥作为个技术控文科生，觉得自己有责任为大家讲讲燃料电池的相关知识，当然，车行哥会用比较通俗的话语，毕竟太难的我也不懂。

燃料电池是一种能量转化装置，它是按电化学原理,即原电池工作原理，等温的把贮存在燃料和氧化剂中的化学能直接转化为电能，因而实际过程是氧化还原反应。燃料电池主要由四部分组成,即阳极、阴极、电解质和外部电路。燃料气和氧化气分别由燃料电池的阳极和阴极通入。燃料气在阳极上放出电子，电子经外电路传导到阴极并与氧化气结合生成离子。离子在电场作用下，通过电解质迁移到阳极上，与燃料气反应，构成回路,产生电流。

以燃料电池为供能系统的思路，其实早在上世纪60年代就开始应用了。只不过这项技术在当时只应用在航天领域，在太阳能电池板还未出现的时候，燃料电池是载人航天、卫星运行等航天任务中唯一的供能手段。相比蓄电池庞大的体积和较低的储能密度，燃料电池系统具备轻便、灵活、供能效率高的特点。

由于燃料电池结构和发电原理的特殊性，燃料电池的能量转化率（燃料——电能）接近100%，是迄今为止热效率最高的发电单元。随着燃料电池技术的不断成熟，如今这项黑科技开始投放民用市场。早在1992年，丰田公司便开始着手研发可供车用的燃料电池系统，1996年，丰田成功研制并发布了首款燃料电池汽车FCEV。

航天级技术、出色的热效率、小巧的体积和超轻的重量，这一切都满足汽车工程师们所追求的"轻量化"目标。既然燃料电池这么厉害，那么按照一分价钱一分货的原理，它一定很贵吧。诚然，在航空航天领域，由于每个零部件都是定制化生产，单个零部件的成本相当高，因此航天器上的燃料电池系统自然很贵。

但在量产车身上，任何零部件全部都是大批量流水线作业生产，单个配件成本相当低。并且由于不必考虑种种太空环境，整个系统的配件也不必采用贵重金属和其他材质生产，因此民用车级别的燃料电池系统造价并不昂贵，甚至还低于一些主流厂家的中低端四缸发动机。至于燃料电池会不会过于精密以至于它可靠性有不足的问题，大家更不必担心。

航天级的技术普遍有一个共性——可靠性必须特别高。尤其是重中之重的能源供应系统，更是不能出现丝毫问题。燃料电池系统在设计之初的思路就是利用最简单、小巧紧凑的结构发挥最大功能。因此燃料电池的结构完全谈不上精密，只要汽车厂家能够把内燃机生产工艺吃透，制造出合格的燃料电池轻而易举，可靠性？混过太空的家伙，地面上算个啥？

燃料电池由于结构优势，具备内燃机系统难以达到的轻量化和小型化优势（同等热效率下）。以氢能源燃料电池为例，丰田所生产的燃料电池系统早已比自家的内燃机轻巧，装在A级车里根本不显拥挤。另外，燃料电池系统还具备内燃机难以达到的热效率，这意味着在燃烧同等热值燃料的情况下，燃料电池可以提供比传统内燃机更多的能量，从而达到节能的目的。