新能源車的心臟是鋰電池，同樣的，氫能源車的核心零部件也是電池。

試想，有一臺(tái)這樣的車，比新能源車更環(huán)保，動(dòng)力也更強(qiáng)，充能只需五分鐘，續(xù)航超過1000KM，不受冬天能耗影響。簡單說，集合了新能源車和燃油車的優(yōu)點(diǎn)。

不難猜測，這種車便是氫能源車。雖然技術(shù)未曾落地，但各國政府、各路資本紛紛發(fā)力投入這片浩瀚的藍(lán)海中，氫能源車的量產(chǎn)正徐徐展開。

與此同時(shí)，市場對氫能源車產(chǎn)生了諸多問題。

比如，氫能源車和新能源車有什么區(qū)別？二者孰優(yōu)孰劣？氫能源車發(fā)展怎么樣了？

繼日前發(fā)布的——推開萬億氫能賽道的第一重門之制氫篇、第二重門儲(chǔ)運(yùn)篇后，如今，進(jìn)行該系列第三部——?dú)淠茉窜囈褎?chuàng)作完成。

前兩篇分別對制氫、儲(chǔ)氫、加氫等技術(shù)進(jìn)行了研究，本篇文章是對氫能源車上下游產(chǎn)業(yè)鏈發(fā)展現(xiàn)狀，以及未來的技術(shù)路徑進(jìn)行分析，以解答讀者的困惑。

01 電池系統(tǒng)是氫能源車的核心

可以說，在氫能源的產(chǎn)業(yè)鏈中，讀者最關(guān)注的無疑是下游氫能源車。

從產(chǎn)業(yè)鏈上來看，氫能源車位于下游，是面向終端使用的一個(gè)環(huán)節(jié)。同時(shí)，也是離消費(fèi)者最近的一個(gè)環(huán)節(jié)。不同于產(chǎn)業(yè)鏈條中化工、機(jī)械等冰冷的工業(yè)與技術(shù)，下游應(yīng)用端天生便俘獲了認(rèn)知上的好感。

我們每一個(gè)人都見證了新能源車替代傳統(tǒng)燃油車的浪潮。殊不知，當(dāng)每一輪的產(chǎn)業(yè)革命發(fā)生，新技術(shù)橫空出世，緊接著不能回避的一個(gè)問題就是工業(yè)落地。

這一步不單單是終端面臨消費(fèi)者打開市場，更為關(guān)鍵的，是上游產(chǎn)業(yè)鏈與零部件的成本下降和技術(shù)突破。

如同新能源車一樣，沒有鋰電池技術(shù)的落地，就沒有新能源車的如火如荼。沒有平價(jià)上網(wǎng)，就沒有光伏的大面積推廣。

因此，在氫能源車產(chǎn)業(yè)中，零部件與整車同樣重要。

新能源車的心臟是鋰電池，同樣地，氫能源車的核心零部件也是電池。

前事不忘，后事之師。我們有必要對氫能源車的電池系統(tǒng)進(jìn)行深度的研究。

02 鉑催化劑和質(zhì)子交換膜是燃料電池的核心

傳統(tǒng)燃油車和新能源車的最大區(qū)別在于動(dòng)力系統(tǒng)。前者的動(dòng)力是汽油／柴油在內(nèi)燃機(jī)燃燒將熱能轉(zhuǎn)化成動(dòng)能，而后者則是鋰電池通過化學(xué)反應(yīng)產(chǎn)生電能，將電能轉(zhuǎn)化為動(dòng)能。

氫能源車的動(dòng)力系統(tǒng)原理，其實(shí)更類似于新能源車。區(qū)別是使用氫氣作為燃料而產(chǎn)生電能，再轉(zhuǎn)化為動(dòng)能。因此，我們也可以稱氫能源車為氫燃料車或氫燃料電池汽車。

氫燃料電池汽車主要由高壓儲(chǔ)氫罐、燃料電池堆棧、燃料電池升壓器、動(dòng)力電池、驅(qū)動(dòng)電機(jī)和動(dòng)力控制單元等組成。

同鋰電池一樣，燃料電池系統(tǒng)成本占據(jù)氫能源車成本接近30％。燃料電池系統(tǒng)主要由電池堆和支持系統(tǒng)兩部分構(gòu)成，前者是核心動(dòng)力組件，后者由空氣壓縮機(jī)、加濕器、燃料回路、空氣回路等支持組件構(gòu)成。

根據(jù)國泰君安測算，電堆占據(jù)電池系統(tǒng)成本超過一半。

電堆是什么？想必讀者有些困惑。簡單來講，由于單個(gè)燃料電池功率有限，因此往往需要將諸多電池單元進(jìn)行串聯(lián)，串聯(lián)后的電池組便是電堆。

這個(gè)道理如同鋰電池一樣，需要將眾多電芯（Cell）組裝成為模組（Module），再把模組安裝進(jìn)電池包（Pack）里，才能作為新能源車的動(dòng)力系統(tǒng)。

電堆的組成比較復(fù)雜，由端板、絕緣板、集流板、雙極板、膜電極、緊固件、密封圈這七個(gè)部分組成。

這其中，我們最為關(guān)注的便是膜電極，其成本占據(jù)電堆總成本的60％以上，被譽(yù)為燃料電池的芯片。膜電極可以說是為氫能源車提供動(dòng)力的主戰(zhàn)場。

膜電極一般由質(zhì)子交換膜（PEM）、催化層與氣體擴(kuò)散層三個(gè)部分組成所謂的“三合一結(jié)構(gòu)”。

在膜電極中，氫作為燃料使用，但是氫氣并不直接燃燒，而是和氧氣反應(yīng)轉(zhuǎn)換為電能。氫氣和氧氣的化學(xué)反應(yīng)是非常簡單的，學(xué)過初中化學(xué)基礎(chǔ)的都應(yīng)該知道：2H2＋O2＝2H2O。

其工作原理也并不難理解，我們之前講過電解水的原理，氫燃料電池發(fā)電就是電解水的逆反應(yīng)。

具體來看，在氫燃料電池中，氫氣通過導(dǎo)氣管由電池陽極輸入，在鉑（Pt）的作用下分解為電子和氫離子（質(zhì)子）H2→2H＋＋2e，這一原理被稱為催化反應(yīng)。鉑由于表面積大，吸附能力強(qiáng)，是現(xiàn)階段最佳的催化劑，同時(shí)保證氫氣不直接燃燒。

之后，質(zhì)子通過質(zhì)子交換膜到達(dá)負(fù)極，這個(gè)質(zhì)子交換膜很厲害，含有多種離子基團(tuán)，只允許質(zhì)子通過，其作用如同鋰電池的隔膜＋電解液，這個(gè)技術(shù)也是關(guān)鍵的一點(diǎn)。

氫離子與陰極輸入的氧氣反應(yīng)生成水；而電子則被質(zhì)子交換膜阻隔，經(jīng)由外電路流向陰極，產(chǎn)生電能為汽車供能。

上述的分析可以讓我們了解氫能源車的發(fā)電原理，更重要的是，深入到具體流程可以讓我們挖掘到燃料電池的核心部件，那便是鉑和質(zhì)子交換膜。