電池網(wǎng)為什么說燃料電池相對(duì)二次電池是更高級(jí)的發(fā)展層次？
1、工作方式
首先，從工作方式上講，鋰電池就不可能有過高的能量密度。因?yàn)槎坞姵厥敲芊馐竭\(yùn)行，也必須是向全密封系統(tǒng)發(fā)展而力求做到免維護(hù)，這點(diǎn)對(duì)鋰電而言尤為重要，也正是這一點(diǎn)決定了鋰電池的能量密度肯定是有限制的，而且不可能太高。否則密閉+高能=炸彈。
但是汽車發(fā)展又需要更高的能量密度，那就勢(shì)必要采用開放式工作原理，比如鋰空氣電池。從某種程度上講，鋰空氣電池也是一種半燃料電池，但由于一些基本的技術(shù)限制，決定了其不可能大規(guī)模應(yīng)用。因此，從追求能量密度的根本需求上看，燃料電池開放式的工作方式是相對(duì)二次電池是更高級(jí)的發(fā)展層次。
2、工作原理
其次，從燃料電池的工作原理看：不管是氫的氧化，還是氧的還原都可以在Pt/C催化劑表面獲得較高的交換電流密度，這使得氫燃料電池?fù)碛袠O高的功率；而氫燃料電池的能量密度是取決于氫的儲(chǔ)存系統(tǒng)，可以通過簡(jiǎn)單的增加儲(chǔ)氫罐體積或數(shù)量提升電池能量密度。也就是說，燃料電池同時(shí)具備著高能量密度和高功率密度。
而事實(shí)上目前為止沒有任何一種二次電池體系在能量密度和功率密度上可以跟PEMFC相提并論。值得注意的是續(xù)航和功率恰恰是現(xiàn)代汽車最基本的技術(shù)要求，當(dāng)然安全才是更優(yōu)先的要求，但無論怎么看，燃料電池的安全性都在二次電池之上。因此，站在電化學(xué)器件的角度，相較于二次電池，燃料電池更高的發(fā)展層次。
3、工作本質(zhì)
最后，從工作本質(zhì)上來看，二次電池是一個(gè)儲(chǔ)能裝置，通過可逆的電化學(xué)反應(yīng)實(shí)現(xiàn)電能的存儲(chǔ)和釋放。而燃料電池則是一個(gè)電能生產(chǎn)裝置，它通過電催化反應(yīng)將燃料中的化學(xué)能轉(zhuǎn)換成電能釋放出來，工作方式跟內(nèi)燃機(jī)比較類似。
鋰電池廠商換句話說，鋰電池的能源轉(zhuǎn)換為電能到化學(xué)能再到電能，而燃料電池則是直接將化學(xué)能轉(zhuǎn)化成電能。從能源轉(zhuǎn)化的角度，燃料電池?zé)o疑是相對(duì)二次電池更高級(jí)的發(fā)展層次。
即便氫燃料電池是高于鋰電池一個(gè)層級(jí)的系統(tǒng)，但實(shí)事求是，鋰離子電池當(dāng)前的產(chǎn)業(yè)和技術(shù)成熟度遠(yuǎn)高于燃料電池。目前氫燃料電池的發(fā)展面臨四大困境：1、氫燃料電池電堆的成本和使用壽命問題；2、氫氣大規(guī)模生產(chǎn)、運(yùn)輸和加注(加氫站)過程的綜合使用成本較高；3、終端加氫站的建設(shè)是政府層級(jí)的難題；4、長(zhǎng)遠(yuǎn)而言取決于氫氣的大規(guī)模廉價(jià)制備。
盡管2015年、2016年豐田、本田先后發(fā)布了燃料電池汽車，量產(chǎn)化的燃料電池汽車，實(shí)際上是引爆了整個(gè)行業(yè)，但以上氫燃料電池面臨的難點(diǎn)不得到解決，燃料電池汽車難以解決。而就氫燃料電池當(dāng)前的研究和產(chǎn)業(yè)化進(jìn)展而言，至少需要5-10年的時(shí)間才有可能實(shí)現(xiàn)燃料電池的大規(guī)模商業(yè)化。
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