新能源(車)未來戰役之燃料電池

氫燃料電池的基本原理是電解水的逆反應, 把氫和氧分別供給陰極和陽極, 氫通過陰極向外擴散和電解質發生反應後, 放出電子通過外部的負載到達陽極. 這種化學能轉換為電能的反應, 效率可以達 50% 以上.

專家預計三元動力鋰電池 2020 年的容量有望達到 200Wh/Kg, 燃料電池的能量密度則是 300~500Wh/kg. 動力鋰電車快充時長在 30 分鐘以上, 燃料電池車只需要 3 分鐘即可完成加氫.

燃料電池是一種化學能轉電能的發電裝置, 主要由正極, 負極, 電解質和輔助設備組成. 按電解質不同分為以下幾種. 其中質子交換膜 (PEM) 有操作溫度低, 啟動速度快, 高效率等優勢特別適用於交通運輸.

與目前在發電廠和汽車廣泛使用的以燃燒為基礎的技術相比, 燃料電池擁有很多優勢. 由於其沒有傳統熱機卡諾循環的限制, 具有遠高於內燃機 30%~35% 的能源轉換效率, 而且更環保可靠.

"Ballard Power" 是一家研發, 生產與銷售 PEM 燃料電池的公司, "Hydrogenics Corp" 則是提供制氫與燃料電池的解決方案. "Plug Power" 有許多室內起重機的客戶. "Bloom Energy" 則是最大的 SOFC 企業. (這些領導廠商皆位於北美)

單獨的燃料電池堆是不能發電並用於汽車的, 它必須和燃料供給與循環系統, 氧化劑供給系統, 水/熱管理系統和一個能使上述各系統協調工作的控制系統組成燃料電池發電系統, 簡稱燃料電池系統.

美國能源部 (DOE) 對每年氫燃料電池系統的成本進行了測算, 隨著技術的不斷進步氫燃料電池系統成本已從 2006 年到 2015 年的 下降幅度將近 60%. DOE 的最終目標是實現 30 美元/kW, 約為目前成本的一半.

加氫站的建設成本與經營成本約是加油站的5倍, 更遠高於直流充電樁的成本, 在不考慮國家補助的情境下, 一個加氫站損益平衡約 3~4 年, 投資回收則需要到 19~20 年! 成本目前是燃料電池普及率的最大挑戰.

國內相關概念股有 "中興電" "南電" (DMFC, 使用甲醇屬 PEM 的一種), "高力" (熱交換器), "康舒" (電源轉換器?), "九豪" (SOFC), "順德" (金屬雙極板), "聯華氣體" "中鋼" (氫氣).