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氢燃料汽车调查与研究 　　[摘要]非再生资源石油日渐枯竭的现状迫切的需要一种清洁方便的能源来替代它。汽车是石油的一大消耗体，为了减少对石油的依赖程度，其燃料替代品的研究具有极其重要的意义。本文主要介绍了氢燃料汽车的发展前景。国内外形式及其制约因素三个方面。 　　[关键词]氢气 替代石油 燃料电池 能耗 环保 　　 　　一、发展前景 　　 　　（一）能源现状 　　世界石油的57%被消耗于交通领域，而全世界汽车保有量目前约为8亿辆，同时还在以每年3000万辆的速度递增，预计到2010年，全球汽车保有量将达到10亿辆。据美国能源部预测，2020年以后，全球石油需求与常规供给之间将开始出现净缺口，这个缺口将在2050年达到500亿桶。 　　面对以上的形式，随着日益严重的气候变暖和环境污染以及化石能源终将面临枯竭，以氢能为代表的高效清洁能源越来越成为社会生存与发展的必然选择。在这其中一方面，为了减轻排放污染，氢能燃料电池电动汽车已被列为21世纪十大高技术之首。 　　氢能燃料电池基本原理是利用电分解水的逆反应，使氢气与空气中的氧气产生化学反应，产生水和电，从而实现高效率的低温发电，且余热的回收与再利用也简单易行。 　　（二）氢能由于具有以下主要特点而逐渐被许多国家看好 　　1．替代石油。能减少对外国的石油依赖，实现能源独立。牛津研究所预测，到2010年前，世界每天生产的氢能源当量将达到320万桶石油；2020年前将达到950万桶石油。专家们认为，氢将在2050年前取代石油而成为主要能源，人类将进入完全的氢经济社会。 　　2．能量高。除核燃料外，氢的发热值是目前技术条件下能量利用率最高的车用能源。燃料电池的比能量可达200－350Wh／kg，为锂离子电池的2－3倍；能量转换效率高达60%～80%，是汽油机或柴油机的1.5～2倍。 　　3．氢燃烧性能好，点燃快。 　　4．环保。氢燃料电池是一种清洁能源，氢本身无色、无臭、无毒，十分纯净，它自身燃烧后只生成水和少量的氮化氢，而不会产生一氧化碳、二氧化碳、碳氢化合物、铅化物和颗粒尘粉等对人体有害的污染物质，少量的氮化氢稍加处理后也不会污染环境，而且它燃烧后所生成的水，还可继续制氢，反复循环使用。 　　5．利用形式多样.可以以气态、液态或固态金属氢化物出现，能适应贮运及各种应用环境的不同要求。 　　6．来源广泛。 　　 　　 　　二、国内外形式： 　　 　　（一）国内 　　1．我国城市环境空气质量监测表明，70％的城市环境空气质量不达标。随着城市机动车保有量的急剧增加，机动车污染排放已成为很多城市空气污染的主要来源。 　　表2-1.比较2003/1995全国机动车废气排放量： 　　随着机动车保有量的持续增长，我国机动车污染排放总量也持续攀升。根据有关部门预测，2005年我国大城市机动车尾气排放污染量将有可能达到总大气污染量的75％左右，如果不有效控制汽车排放污染，大城市大气污染类型将会从煤烟型转化为汽车尾气型。 　　2．当前，解决能源危机、解决环境污染、推动可持续交通的发展，这已经成为中国和谐社会建设的重要战略之一。 　　在中国中长期科学和技术发展规划战略研究中，氢能被列为重点发展方向之一。中国的燃料电池技术在国家863和973计划的支持下，取得了快速和卓有成效的发展，不但在短时间内缩短了与发达国家的差距，而且在某些方向还具备一定优势。 　　3．我国在氢燃料方面的研究下了比较大的气力，同时也取的了较喜人的成果。上海自主研发的国内首批氢燃料电池轿车“超越3号”参加了在法国巴黎举行的第八届必比登清洁能源汽车挑战赛，顺利通过全部比赛项目，取得了优异成绩，并且完成了120公里的拉力赛。 　　表2-2. 　　第一、第二、第三代轿车用燃料电池发动机主要性能指标比较 　　第三代燃料电池发动机可以保证燃料电池轿车“超越三号”最高时速达到120.7公里/小时；加速时间0～100公里/小时为20秒，按国家J1015标准测定燃料经济性为1.178公斤/100公里；总续驶里程可达260公里。 　　（二）国外 　　1．国外有关氢能技术规范和标准方面的活动十分活跃，特别是美国、欧盟、日本等发达国家都很重视氢能技术规范和标准的制定以及与技术的同步协调发展工作，同时也非常注重国际间的合作并极力将本国氢能技术规范和标准国际化。发达国家的标准体系已日趋完善，发达国家介入氢能的标准组织主要有：国际标准化组织（ISO），国际电工委员会（IEC），美国机械工程师协会（ASME），氢能法规和标准协调委员会（HCSCC），加拿大标准协会（CSA），电气和电子工程师协会（IEEE），国际法规理事会（ICC），自动化工程师协会（SAE），保险业者实验室（UL），欧洲英国标准（BS），