高效燃料电池需要多长时间

在寻求汽油动力车辆的完美替代品的过程中，多年来有很多竞争者。就公众的看法而言，电动汽车(BEV)是最广为人知的。但是在该领域的专家中，还有另一种替代方案显示出对未来的车辆电气化更大的希望：燃料电池。尤其是质子交换膜燃料电池(PEMFC)。然而，尽管经过数十年的发展，PEMFC仍缺乏在车辆中的广泛市场接受度。

为了了解影响这种认可的因素以及未来的市场前景，卡内基梅隆大学的研究人员对汽车PEMFC的当前和预期的未来成本和性能进行了专家评估。研究结果发表在《国家科学院院刊》上。

工程与公共政策博士后研究员Michael Whiston以及工程学院教授Ines Azevedo，Shawn Litster，Kate Whitefoot，Constantine Samaras和Jay Whitacre与燃料电池领域的39位专家进行了交谈，以了解他们对PEMFC成本的评估假设的大规模生产场景下的电池组寿命，电池组耐久性和电池组功率密度。

惠斯顿说：“专家启发利用了与该技术有着广泛合作的个人的知识和经验，因此可以告知该技术的现状和未来发展轨迹。在没有公开数据或结论性证据的情况下，专家启发可以进行评估。可用于制定技术路线图，提供决策依据，指导业务决策以及开发分析模型。”

在这项研究中，研究人员要求专家评估PEMFC的系统成本，电池组耐久性和电池组功率密度，然后定量评估达到成本和性能目标所需的成本。大多数受访者预计，能源部的成本目标将在2050年实现。每千瓦30美元的目标将大大增加公众广泛采用该技术的可能性。

此外，超过45%的受访者预计DOE的电池组耐用性目标将在2050年之前实现，并且许多人希望在2035年之前达到目标中值电池组功率密度。一旦实现这些目标，并且PEMFC成为主流，对于汽车行业而言，这可能意味着大事-比BEV甚至其他类型的燃料电池更大。

惠斯顿说：“与电池相比，PEMFC的优势包括更快的加油时间和更长的续航时间。” “燃料电池电动汽车(FCEV)可以在五分钟内加油，并能在超过300英里的范围内行驶。根据电池的大小和成本，BEV的续航能力往往会受到限制，并且可能需要数小时才能充电。”

由于FCEV可以在不含碳的氢气下高效运行，因此可以显着减少车辆的化石燃料消耗和尾气碳排放。氢燃料可以通过多种低碳电源(包括天然气)生产，因此，FCEV可以大大减少乘用车的温室气体净排放量。此外，这些燃料电池不会排放有害的尾气排放标准污染物，例如氮氧化物，颗粒物和一氧化碳，从而使其对人体健康更为安全。