高效燃料電池需要多長時間

在尋求汽油動力車輛的完美替代品的過程中，多年來有很多競爭者。就公眾的看法而言，電動汽車(BEV)是最廣為人知的。但是在該領域的專家中，還有另一種替代方案顯示出對未來的車輛電氣化更大的希望：燃料電池。尤其是質子交換膜燃料電池(PEMFC)。然而，盡管經過數十年的發展，PEMFC仍缺乏在車輛中的廣泛市場接受度。

為了了解影響這種認可的因素以及未來的市場前景，卡內基梅隆大學的研究人員對汽車PEMFC的當前和預期的未來成本和性能進行了專家評估。研究結果發表在《國家科學院院刊》上。

工程與公共政策博士后研究員Michael Whiston以及工程學院教授Ines Azevedo，Shawn Litster，Kate Whitefoot，Constantine Samaras和Jay Whitacre與燃料電池領域的39位專家進行了交談，以了解他們對PEMFC成本的評估假設的大規模生產場景下的電池組壽命，電池組耐久性和電池組功率密度。

惠斯頓說：“專家啟發利用了與該技術有著廣泛合作的個人的知識和經驗，因此可以告知該技術的現狀和未來發展軌跡。在沒有公開數據或結論性證據的情況下，專家啟發可以進行評估。可用于制定技術路線圖，提供決策依據，指導業務決策以及開發分析模型。”

在這項研究中，研究人員要求專家評估PEMFC的系統成本，電池組耐久性和電池組功率密度，然后定量評估達到成本和性能目標所需的成本。大多數受訪者預計，能源部的成本目標將在2050年實現。每千瓦30美元的目標將大大增加公眾廣泛采用該技術的可能性。

此外，超過45%的受訪者預計DOE的電池組耐用性目標將在2050年之前實現，并且許多人希望在2035年之前達到目標中值電池組功率密度。一旦實現這些目標，并且PEMFC成為主流，對于汽車行業而言，這可能意味著大事-比BEV甚至其他類型的燃料電池更大。

惠斯頓說：“與電池相比，PEMFC的優勢包括更快的加油時間和更長的續航時間。” “燃料電池電動汽車(FCEV)可以在五分鐘內加油，并能在超過300英里的范圍內行駛。根據電池的大小和成本，BEV的續航能力往往會受到限制，并且可能需要數小時才能充電。”

由于FCEV可以在不含碳的氫氣下高效運行，因此可以顯著減少車輛的化石燃料消耗和尾氣碳排放。氫燃料可以通過多種低碳電源(包括天然氣)生產，因此，FCEV可以大大減少乘用車的溫室氣體凈排放量。此外，這些燃料電池不會排放有害的尾氣排放標準污染物，例如氮氧化物，顆粒物和一氧化碳，從而使其對人體健康更為安全。