燃料电池汽车(FCV)是一种以车载燃料电池装置产生的电力作为动力的汽车。与电动汽车相比,燃料电池汽车的动力来源不同,它使用的是燃料电池装置,而不是充电电池。燃料电池是一种将燃料的化学能直接转化为电能的高效发电装置,其基本原理是:在燃料电池的阳极(燃料极)输入氢气,氢分子在阳极催化剂的作用下被分解为氢离子和电子,氢离子穿过电解质层向阴极(氧化极)运动,同时氧气在阴极催化剂的作用下分解为氧原子,与通过外部电路流向阴极的电子和氢离子结合生成水。电化学反应不断进行,电子通过外部电路流动形成电流,从而向汽车提供电力。燃料电池汽车具有高效率、低噪音、无污染物排放等优点,因此被视为高效、清洁的汽车。
为了满足汽车的使用要求,车用燃料电池需要具备高比能量、低工作温度、快速启动、无泄漏等特性。质子交换膜燃料电池(PEMFC)完全具备这些特性,因此燃料电池汽车通常使用PEMFC作为燃料电池。
燃料电池汽车的工作原理是,氢气在燃料电池中与大气中的氧气发生氧化还原化学反应,产生电能来驱动电动机,由电动机带动汽车中的机械传动结构,进而带动汽车的前桥(或后桥)等行走机械结构工作,从而驱动汽车前进。
燃料电池汽车的氢燃料可以通过几种途径获得,有些车辆直接携带纯氢燃料,而另一些车辆可能装有燃料重整器,将烃类燃料转化为富氢气体。为了获得必需的动力,燃料电池必须结合成燃料电池组。
燃料电池汽车具有以下优点:
1. 零排放或近似零排放。
2. 减少机油泄漏带来的水污染。
3. 降低温室气体排放。
4. 提高燃油经济性。
5. 提高发动机燃烧效率。
6. 运行平稳,无噪声。