丰田多手段降低 燃料电池汽车成本
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燃料电池车(FCV)预计2015年前后开始上市销售。FCV实现普及的最大课题之一是低成本化。以前,一辆FCV的成本动辄“上亿日元”,所以必须要将其降到消费者能接受的范围,最终目标是降到与普通车差不多的水平。但这个目标似乎难以在2015年实现。不过,与以往相比,FCV的成本确实在大幅降低。丰田预定2015年上市的FCV已经有眉目将成本降到该公司2008年款FCV“FCHV-adv”的5%以下。
丰田采取了多方面措施,才把成本降到5%以下的。比如,减少填充氢燃料的高压氢燃料罐的数量;采用混合动力车用马达等低价位量产部件;简化燃料电池组和高压氢燃料罐构造;提高燃料电池组的输出密度以实现小型化和高性能化,从而削减材料费;减少燃料电池组的铂催化剂用量等等。
其中,丰田预定2015年上市的燃料电池车去掉了燃料电池系统的加湿器。因为该公司研究出了不使用加湿器也能加湿电解质的方法。主要包括以下三点:在空气极和燃料极逆转空气或氢的流动方向、减少向外部排放的空气极生成的水、减薄电解质膜(高分子膜)的厚度。
FCV的燃料电池系统一般使用固体高分子型燃料电池(PEFC)。PEFC的电解质采用具有质子导电性的高分子膜。用空气极和燃料极夹住电解质构成电池单元。氢在燃料极分解成质子和电子,质子移动到电解质中,在空气极与氧和电子发生反应生成水。此时,电子通过外部电路从燃料极移动到空气极,由此发电。
另外,PEFC的电解质一般采用全氟化碳类高分子膜。这种高分子膜在有湿气时,质子的导电性会升高。因此,丰田以前一直用加湿器为PEFC空气极的空气加湿。