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作为电动汽车的一种，燃料电池汽车被认为是人类解决汽车污染问题以及汽车对石油依赖的最佳和最终方案。这是由于燃料电池的化学反应过程不会产生有害物质，仅排放少量水蒸气，同时其能量转换效率比内燃机高2~3倍。装有这种电池的汽车只需像加油一样加注氢气，便可继续行驶。

除应用于汽车，燃料电池在交通、军事、通讯等领域均具有广阔的应用前景。发达国家均投入巨大的人力物力从事这一技术的研发，国内从事燃料电池的研究单位也多达30多家。

这其中就包括华南理工大学。

近日，全球最大的质子交换膜燃料电池示范电站落户广州大学城。它由华南理工大学自己设计、自己建造。

据华南理工有关专家介绍，凭着厚重的工科基础和多学科优势，华南理工大学拿下了2004年粤港关键领域重点突破项目中这一最大的科技项目。

项目立项后，学校针对各项关键技术，成立了7个课题组，分别由廖世军教授、夏建伟高级工程师、董新法教授、李迪教授等7位来自不同学科专业的专家负责。课题组成员克服种种困难，经过1000多个日日夜夜的艰苦攻关，解决了一个个令行业专家头痛的技术难题，电站雏形一步步形成……

终于，这座全球最大的质子交换膜燃料电池示范电站选址在华南理工大学大学城校区。电站占地2000平方米，红墙蓝顶，绿树掩映，近距离仅能听到鼓风机的声音，华南理工师生几乎不能察觉出宁静的校园平添了一座发电站。

为什么要建设一座全球最大的示范电站？廖世军告诉记者：“示范展示是一项新技术走向商业化的必经一步。燃料电池技术的逐级放大，涉及诸多难题，只有达到一定容量的示范，才能使技术成熟并最终走向商业化；建设示范电站既是为了向公众展示质子交换膜燃料电池这项新的能源技术，也是为了测试这种技术的可行性、发现这项技术存在哪些问题以及如何改进。电站越大，建设难度就越高，出现的问题也就越多、越明显。”

示范电站可以实现24小时运转，产生的电流直接输送到学校的380V低压电网上，满负荷运行时可满足电站附近的豪华准五星级酒店——华工国际学术中心正常运营。“示范电站副产热水为50摄氏度左右，非常适合作为生活用的热水。在热和电都得到充分利用的情况下，燃料电池电站的能源利用率将达到90%。”廖世军介绍。

在示范电站，天然气首先转化成氢气，氢气进入燃料电池发电机组产生电流和热水。

据介绍，由华南理工大学设计开发的制氢工艺，天然气制氢效率可达2.0以上，即1立方米天然气可生成2立方米以上的氢气，比国内一些同类制氢设施的效率高20%~30%。产生的电量比直接燃烧天然气发电至少高30%，污染物的排放则同比减少60%。燃料电池发电高效率和低排放的优点展露无遗。

使用新技术 降低燃料电池成本

燃料电池技术研发数十年，一直未能大范围推广，除存在稳定性、耐久性等问题，追根究底，高昂成本也是商业化的瓶颈。

廖世军告诉记者，国外质子交换膜燃料电池的价格高达每千瓦7万元人民币左右，给一辆小汽车安装一台50千瓦的电池系统，光电池就要350万元。因此，在技术攻关的同时，如何有效降低燃料电池成本也一直是课题组的重要研究内容。

由于各项新技术的使用，目前华南理工大学研发的燃料电池成本已降至每千瓦元人民币，仅是国际市场价格的1/10。

“与传统发电技术相比，这个成本还是偏高的，但和其他新能源如太阳能等相比，却便宜了不少。”廖世军算了一笔账，按每千瓦6000元人民币计算，燃料电池汽车的成本仍然不便宜，然而对比一下，氢气却比汽油便宜得多！

为促进燃料电池的开发利用，我国已经出台补贴政策，买一辆燃料电池汽车，直接补贴人民币30万元。另外，燃料电池规模化生产后，成本还有很大的下降空间。同时，许多国家政府均表示，一旦燃料电池大范围商业化推广，各地加氢站的建设将不是问题，燃料电池走进平民百姓家指日可待。

据了解，示范电站建成后，国内外许多专家参观电站后都感叹不已。英国政府能源顾问、著名燃料电池专家、英国帝国理工大学教授Nigel Brandon参观示范电站后说：“这是一个奇迹！一所大学的课题组能够用如此少的经费完成如此艰巨的任务，开发出这么好的大功率燃料电池系统，简直不可思议！”

据介绍，几年来，除了顺利完成电站的建设之外，华南理工大学在质子交换膜燃料电池的核心技术攻关方面也取得了一系列重要成果，包括高分散高活性催化剂制备技术、光照下直接涂膜制备膜电极技术、低铂催化剂制备技术、超低铂载量膜电极制备技术等。课题组共申请燃料电池核心技术专利8项，获授权4项，申请国际发明专利1项。

谈到下一步的打算，廖世军表示：“我们将利用广州现代产业技术研究院这一平台开展燃料电池的产业化工作，致力于开发系列燃料电池备用电源、基站通讯电源、家用热电联供系统等系列产品。我们希望进一步降低燃料电池的成本，促进燃料电池技术在广东省的发展和商业化进程。”

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易车试驾体验 当石油枯竭，汽油价格暴涨，你唯有转头考虑购置一辆新能源车。而有一种车它和你加汽油的使用习惯相近，它就是氢燃料电池车。3分钟左右加满氢气，跑出和汽油车相近的里程。在氢能源推广之前，编辑通过试驾本田CLARITY氢燃料电池车，将我对该系列车型的10个疑问逐个探寻答案。

1、什么是“燃料电池”？

目前，燃料电池分有碱性燃料电池(AFC)、质子交换膜燃料电池(PEMFC)、磷酸燃料电池(PAFC)、熔融碳酸盐燃料电池(MCFC)、固态氧化物燃料电池(SOFC)、及直接甲醇燃料电池(DMFC)等六种。

其中，质子交换膜燃料电池、固态氧化物燃料电池技术现阶段技术较为成熟。质子交换膜燃料电池由于重量轻、体积小目前商品化程度高，因此在大部分燃料电池上采用的都是该类型。

MEA是质子交换膜燃料电池的核心组件

膜电极组MEA是质子交换膜燃料电池的核心组件，它有三层式及五层式两种结构，中心是传导氢离子的高分子膜、两旁为阳极触媒层及阴极触媒层，最外层是燃料气体扩散层。

燃料电池的高低和MEA有着紧密的关系，并且在后期保养维护中，MEA也需要定期更换。至于更换成本，往下翻，后面我会讲到。

2、氢气如何在汽车上使用？

燃料电池从字面上来看比较难理解，要是换个名字叫“电池反应堆”那就易懂了。

电堆是燃料电池发电系统的核心，发电系统运行时，氢气和氧气（空气）分别通过调压阀、加湿器(加湿、升温)后进入电堆，发生电化学反应产生稳定的直流电，经稳压、变换后供给电机驱动车轮。

燃料电池堆工作时，氢气和氧气反应产生的水由阴极过量的氧气(空气)流带出。未反应的(过量的)氢气和氧气流出电堆后，经汽水分离器除水，可经过循环泵重新进入电堆循环使用，在开放空间也可以直接排放到空气中，因此比燃油车的排放物更为环保。

CLARITY采用了两级升压方式给电堆充气，因此启动时不会有压缩机发出嘈杂的声响，让这款车起步时候能达到纯般的安静效果。

3、质子交换膜燃料电池的特点？

氢燃料原料来源广泛。氢气可通过对石油、天然气、煤炭还有沼气、甲醇、水植物等加工取得。

无燃烧过程。燃料电池不排放有害气体，排放物是氢氧结合的纯水。

无噪声。氢燃料电池其发电过程是电化学反应过程，没有机械运动，所以没振动没噪音。

能量转换效率高。燃料电池由于不经历热机过程，不受热力循环限制，因此能量的转换效率高，理论能量转换效率可高达80%，现在各国研制水平已达到50%-60%，是普通内燃机热效率的2～3倍，CLARITY燃料电池密度为31.kW/L。

电机启动迅速，可持续供电。质子交换膜燃料电池不是蓄能蓄电装置，而是一种发电装置，只要不断供给原料就可连续发电，而且电性能稳定。

目前，中国现有加氢站数量可以说非常稀少。据统计，中国的氢能示范城市有6个分别是佛山、上海、北京、郑州、如皋、盐城。

据报道，2017年9月，广东省佛山市南海区投运了中国第一座全商业化运营加氢站。中石化也宣布正式启动加氢加油合建站建设。

百度搜索加氢站全国也仅仅只有7个结果

全球范围来看，正在运营的加氢站也少之又少，仅有274座，欧洲有106座，亚洲有101座，北美有64座，南美有2座，澳大利亚有1座。其中，188座加氢站向公共开放，占全球总加氢站数的2/3。

近几年，随着新能源车的兴起，我国开始重视加氢站的长期规划。

根据我国去年发布的“节能与技术线路图”中的规划，到2020年，生产1000辆燃料电池并进行示范运行；到2025年，制氢、加氢等配套基础设施基本完善，燃料电池实现区域小规模运行；到了2030年，燃料的销售规模将达到百万辆的级别。

5、把氢泵入汽车要多久，加入的量多少？

我没尝试过加氢气的过程，但是与汽/柴油相比，氢气本是无色无臭的气体，加注过程应该会很干净不怕弄脏双手，也不会因为会挥发刺激性气体而对人体有危害对大气造成污染。

CLARITY车内有两个70MPa的高压储氢罐，最大储氢量为141升。据介绍，给储氢罐充满氢气也就只需要3分钟左右，和加一样快速便捷，充满气单程续航达589公里（美国EPA循环测试标准）。

另外，据工程师介绍，CLARITY燃料电池车上搭载的氢气储存罐也是有使用期限的，日本行业标准为每10年更换一次。

安全方面，氢燃料电池车加注的一般为加压液化后的氢气，如果泄露也只是以气体形式，氢气在空气中的体积浓度在4.0％～75.6％之间时遇火源就会爆炸；但是则不同，如果泄露的话则散落一地，极易附着车辆或者物体上包围燃烧。相对来说，氢气还是比较安全的。

6、本田FCV有哪些独特之处？它和丰田Mirai对比有哪些差别？

CLARITY外观造型采用了最新家族式风格，前保险杆，，后轮以及车底部皆采用了最优化的设计。特别车车尾部分的设计更是为了优化而设的。

CLARITY采用，电机输出动力+减速机构后直接驱动前轮前行，因此没有传统意义上的。因此，车内换挡机构设置采用了简便的按键式换挡，就和混动的一样，使用起来非常轻巧方便。

为了提升档次感，CLARITY车内采用大量皮质和翻毛皮装饰。不过为了确保空间最大化，座椅坐垫设计得较薄且较硬，乘坐舒适度没有好。

CLARITY后排可乘坐三个乘客，是真正的五座车，相比Mirai的四座实用性得到增强。

试驾过程中实际体验，CLARITY后排中间地板有小幅度凸起，而且靠背倾斜角度较直，对舒适性有影响。乘坐空间，车内储物空间以及后排空调通风部分都表现和相似。

电机动力输出非常线性 百公里加速仅需8.8秒

动力方面，本田CLARITY驱动电机最大功率为130kW（176马力），最大扭矩为300Nm，和丰田Mirai相比电机功率和续航里程占有优势。

本田CLARITY电机动力输出非常线性，据官方介绍它的百公里加速成绩为8.8秒，而丰田Mirai的则为10秒，加速方面两者相差毫厘之间不相上下。

在美国EPA循环测试工况下，CLARITY跑出每升28公里的能耗成绩，单程续航达589公里，比纯行驶更有优势。

7、本田CLARITY开起来是什么感觉？

本田CLARITY动力来源其实和雅阁混动相似，有三种动力组合。

一方面，通过燃料电池发电驱动电机来给车辆提供动力，这也是本田CLARITY的主要动力源；另一方面，通过锂离子电池储存的电量来驱动电机给车辆提供动力（EV驾驶模式）；第三，在急加速或者运动模式下，燃料电池和蓄电池一起输出能量，让电机提供动力（混动模式）。

起步阶段，CLARITY整体非常安静，没有大部分那种“滋滋”的声音。由于供应电池堆空气采用了机的缘故，无论静止启动还是急加速都不会有过大的空气增压导致的噪声传递至车内。

在正常行驶工况下，CLARITY的动力来源以氢气为主，由于燃料电池有限，以普通驾驶模式驾驶动力响应较为平缓，只有需要高动力输出时，系统才会根据我踩“油门”（应该叫“加速器”）的幅度自动切换到电能驱动，但是实际体验效果都没有扭矩瞬间爆发那般猛烈。

这款车的动力响应线性，给人轻快感，但是没有EV车型那般动力迅猛地爆发。本田CLARITY的动力爆发较为柔和，平缓，给人以舒适的驾乘感受。

而车辆转向以及刹车方面的驾驶感受和本田雅阁、思域相差无几，很本田。悬挂部分采用前麦弗逊/后多连杆的结构，一方面为了给车尾的储氢罐腾出空位，另一方面也是为了让驾驶质感得到提升。

在本田封闭的测试赛道试驾两圈下来，优秀的隔音表现让我对本田CLARITY刮目相看。可以说本田CLARITY的隔音比雅阁混动好太多了，底盘高级感和隔音完全处于讴歌的级别。

8、本田CLARITY拥有成本是多少？需要做哪些保养？

据日本媒体报道，本田社长八鄉隆弘将CLARITY车钥匙交给日本经济产业省

试驾现场，编辑采访了本田日本的技术专家，据介绍本田CLARITY主要采用的是租赁方式推广，前期多是与政府机关和企业合作。

正常行驶下氢燃料电池车的动力来源以氢气为主，从氢气的售价来分析，在日本氢气的单价为日元/Kg（有政策补贴的情况下），而加满氢气大概需要5Kg，价格大概在5000日元上下，即人民币300元左右的范围，与混动版雅阁的费用基本持平。

而这款燃料电池车型只需针对一个部件进行定期保养，那就是对燃料电池堆的隔膜进行更换，更换周期为每2万公里进行，费用大概10000日元，折合成人民币600元左右。

9、是什么阻碍燃料电池汽车发展？

燃料电池其实还是需要燃料的，只是这燃料是氢气。即便氢气资源丰富，但是目前仍然受制于制氢、储氢技术和制氢成本等多方因素的制约。

另一方面，氢气使用环境还不够完善。加氢燃料站建设尚未完善情况下，氢燃料电池车有种空中楼阁那样，普通消费者也之敢远观而不敢拥有。要想让梦想成真，还需较长一段时间。

10、中国的氢燃料电池汽车以及相关产业发展规划如何呢？

上汽大通FCV80是国内第一款运用全新准入标准的燃料电池轻客车型

氢能与燃料电池技术被国家列入未来能源发展的重要方向和战略新兴业务重点发展领域。目前，中国有6个氢能应用示范和1个示范社区。

国家支持方面，当下国家对新能源的补贴以20%的平均速度退坡，但对于燃料电池的补贴不但没有退坡，还继续保持着较大的倾斜力度，补贴政策将一直持续到2020年之后。

根据《中国制造2025》对燃料电池产业发展的规划，2020年生产1000辆燃料电池并示范运行。2025年的目标是实现加氢站等配套基础设施的完善，有专家预计，到2030年国内燃料电池和氢能的大规模推广应用，届时氢燃料电池的年销量规模可达百万以上，相关设备投资规模达到500亿元。

整车企业方面，上汽、中通、宇通、中植、奇瑞、苏州金龙等车企纷纷加码氢燃料电池汽车的研发和生产。（试驾图片提供：本田中国）

写在最后：氢燃料电池车的初衷是为了减少车辆对化石燃料的依赖，取得是氢燃料电池高效的发电功率和排放环保的特性。但是，由于燃料电池堆成本过高，制氢成本高，储存条件难等问题限制让氢燃料电池推广非常缓慢。

经过短暂对CLARITY的试驾体验，让我对燃料电池车有了更深入的了解。燃料电池车具有燃油车和没有的优点，但是当下使用也有显著的痛点。欣慰的是，国家对氢燃料电池车的发展较为重视，希望在不久的将来随着加氢站基础设施的完善，氢燃料电池的痛点可迎刃而解。