“加氢几分钟，畅行数百公里。”这是上海车展期间，汽车零部件供应商博世氢燃料电池所打出的标语。

目前，大部分主机厂认为，未来汽车的能源方式并不会像如今的石油一样单一。氢燃料电池、三元锂电池等等，都可能依托于独有的优势，共生共存。

那么氢燃料电池到底是如何工作的呢？

氢气从氢燃料电池的阳极板（负极）出发，经过聚合物电解膜中的催化剂（铂）的作用，氢分子中的两个电子被分离出来，失去电子的氢离子（质子）穿过质子交换膜，到达氢燃料电池阴极板（正极）。而电子是不能通过质子交换膜的，电子经外部电路，到达氢燃料电池阴极板，从而在电路中产生电流。电子到达阴极板后，与氢离子和空气中的氧原子重新结合为水。由于供应给阴极板的氧，可以从空气中获得，因此只要不断地给阳极板供应氢，给阴极板供应空气，并及时把水（蒸气）带走，就可以不断地提供电能。



氢燃料电池发出的电，经逆变器、控制器等装置，给电动机供电，再经传动系统、驱动桥等带动车轮转动，就可使车辆在路上行驶。

与传统汽车相比，氢燃料电池车能量转换效率高达60~80%，为内燃机的2～3倍。氢燃料电池的燃料是氢和氧，生成物是清洁的水，它本身工作不产生一氧化碳和二氧化碳，也没有硫和微粒排出（腾讯网，2021）。

为维持电池的正常运转，须持续供应氢和氧，及时排除反应产物（水）和废热。电池组由以下四部分组成。

1. 氢氧供给分系统：航天器携带的氢和氧采用超临界液态贮存，可缩小贮罐体积，解决失重条件下气、液态的分离问题，但要求贮罐绝热性能好、耐低温、耐高压（氧罐为6兆帕、氢罐为3~3.5兆帕）。


2. 排水分系统：主要有动态排水和静态排水两种方式。前者把带有水蒸气的氢气循环输送到冷却装置，使水蒸气冷凝成水进行分离；后者依靠多孔纤维编织材料（如灯芯）将冷凝后的水吸附出来，又称灯芯排水。电池组排出的水经净化后可供航天员饮用或作冷却剂。


3. 排热分系统：电池组通过冷却剂（如乙二醇水溶液循环，将废热带到辐射器向外排放，以维持电池组正常工作的温度范围。


4. 自动控制分系统：包括电池组工作压力、温度、排水与排气、电压、安全和冷却液循环等的控制与调节。所测量的参数传送到航天员座舱的显示器或由遥测设备发回地面。当电池组出现故障时，自动切换到备份电池组供电（GREPOW,2020）。

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