丰田公司燃料电池汽车的开发与展望



丰田公司燃料电池汽车的开发与展望

燃料电池汽车不仅具有能源多样性、行驶中的零排放等环保优势，而且有静音、从低速段开始的优良加速性能等驾驶乐趣。续驶里程约达到700km，低温起动性良好，3min左右的充氢时间，使之具有与传统汽车比肩的使用方便性。燃料电池汽车从2002年开始租赁销售，2014年日、美、欧已经取得销售100台以上、合计行驶200万km以上的实际业绩。

汽车上使用的燃料电池必须具备小型且高输出功率的特点，因此固体高分子型燃料电池最适合。这类燃料电池一般由电解质膜、触媒层、气体扩散层、分离器组成。

为了储存作为燃料的氢，使用了由碳纤维增强塑料（CFRP）制作的高压储氢罐。为了延长续驶里程，开发出了70MPa的储氢罐，续驶里程达到了与汽油车相当的500km。通过对CFRP多层结构的优化，使最新的储氢罐在轻量化和储氢质量密度方面达到了世界顶尖水平。

在降低成本方面，最大的课题是通过提高输出功率削减材料用量。如果输出功率提高到2倍，则相同输出功率电池组的面积可以减半，电解质膜和触媒等材料也将近减半。燃料电池的铂使用量比传统汽车的排气净化触媒还要多，希望能够降低铂的用量。目前有一款新开发的触媒受到关注，因为只有表面的铂对反应有贡献，所以内核用别的金属，只有表面施加铂层，这样来降低铂的用量。

丰田公司计划2015年导入轿车型FCV，2020年达到每年数万台销量的规模。

刊名：工業材料（日）

刊期：2014年第6期

作者：小島康一等

编译：张英才