2025年的氫能源汽車該怎么玩贏新能源汽車？

氫能源汽車作為未來出行的希望，面臨技術(shù)瓶頸的挑戰(zhàn)。寬穩(wěn)定輸出電壓、電能轉(zhuǎn)換效率、催化劑稀缺性及雙極板工藝等問題亟待解決。2025年僅為過渡，真正的普及尚需時間與技術(shù)突破。

要真正推動氫能源汽車的普及，2025年只是過渡期，關(guān)鍵問題必須逐一攻克：寬穩(wěn)定輸出電壓、電能轉(zhuǎn)換效率、催化劑稀缺性、雙極板工藝等。只有突破這些瓶頸，氫能源汽車才能迎來真正的“春天”。

氫能源汽車，顧名思義，以氫氣為燃料，摒棄傳統(tǒng)汽油發(fā)動機，轉(zhuǎn)而依賴燃料電池和電動機驅(qū)動。其工作原理簡單來說，就是將氫氣注入燃料電池，氫原子的電子被特殊膜阻擋，被迫繞道從負(fù)極流向正極，從而產(chǎn)生電能驅(qū)動車輛。氫能源汽車主要分為兩類：氫燃料發(fā)動機和燃料電池發(fā)動機。

氫燃料發(fā)動機直接用氫氣替代汽油，氫氣與氧氣反應(yīng)生成氮氣和水，不僅對發(fā)動機無害，還實現(xiàn)了零污染排放。另一種是摻氫燃料發(fā)動機，通過將氫氣與其他燃料混合使用，提升發(fā)動機性能。

而氫燃料電池則像是一個“能量轉(zhuǎn)換器”，將氫氣和氧氣的化學(xué)能直接轉(zhuǎn)化為電能。這一過程類似于電解水的逆反應(yīng)，氫氣在陽極釋放電子，電子通過外部電路流向陰極，產(chǎn)生電能。其高效、便攜的特性使其成為理想的動力來源。

盡管氫能源汽車具備續(xù)航長、零排放、燃料來源多樣、加注快等優(yōu)勢，但技術(shù)瓶頸依然存在，2025年難以全面突破。

首先是寬穩(wěn)定輸出電壓問題。PEMFC（質(zhì)子交換膜燃料電池）的輸出電壓易受負(fù)載波動影響，控制系統(tǒng)需根據(jù)功率需求實時調(diào)整燃料供應(yīng)。然而，機械裝置的響應(yīng)速度有限，加之外界因素干擾，電壓穩(wěn)定性難以保證。因此，DC/DC轉(zhuǎn)換器必須在PEMFC輸出電壓波動時，確保電機控制器獲得穩(wěn)定電壓，維持系統(tǒng)正常運行。

其次是電能轉(zhuǎn)換效率。FCV（燃料電池汽車）的經(jīng)濟性依賴于DC/DC轉(zhuǎn)換器的高效運作。以燃料電池電堆效率45%、DC/DC效率94%為例，總能量傳遞效率僅為42.3%。若將DC/DC效率提升至96%，總效率可提高至43.2%，這對動力系統(tǒng)意義重大。

從原理角度看，2025年還需攻克燃料電池系統(tǒng)核心部件——電堆的技術(shù)難題。電堆由雙極板、膜電極、端板和密封圈等組成，其中膜電極的質(zhì)子交換膜、催化劑和氣體擴散層尤為關(guān)鍵。

催化劑方面，商業(yè)化燃料電池需采用超低鉑或無鉑催化劑。目前，燃料電池汽車的鉑用量為0.2克/千瓦，按此計算，全球車用燃料電池年需求量將高于1000噸鉑，遠超2015年全球178噸的產(chǎn)量。

因此，下降鉑用量是當(dāng)務(wù)之急，目標(biāo)是將電堆鉑用量減半，并最終降至0.05克/千瓦以下。國內(nèi)催化劑鉑載量仍高達0.3到0.4克/千瓦，技術(shù)差距顯著。研究方向集中在減少鉑用量、優(yōu)化催化劑微觀結(jié)構(gòu)、開發(fā)新型碳載體及批量制備工藝。

總之，氫能源汽車的未來充滿潛力，但技術(shù)突破仍需時間。2025年只是起點，真正的“春天”還需更多努力。