氫燃料電池技術被無償公開

    鋰電世界  關于新能源車的發展方向，從理論上來講，燃料電池無疑是眼下我們能夠看到的幾種技術中最具技術發展前景的。因為不僅僅是汽車，燃料電池這種全新的能源轉換方式還在發電領域有所建樹。但是，從最近幾大汽車主流消費國的新能源車發展上來看，似乎除了日本之外，插電式混合動力和純電動車開始呈現出要在未來主導新能源市場的趨勢。從上世紀開始，汽車產業就已經不再是某個國家就可以獨立發展的產業，全球化標準的制定將在很大程度上成為主導汽車產業發展的動向。特別是對于新能源汽車而言，全球性的基礎設施建設標準將成為主導未來新能源產業發展的最大變數。
　　
    在內燃機時代，加油接口都是統一標準，所以無論各個派系質檢的動力系統如何變化，終歸都是要回歸到加油口這個地方來的。但是在新能源時代，傳統的加油接口將被新的能源補充方式所取代。眼下正是新能源動力技術變革的初期，在統一的標準制定前各種新能源動力技術呈現出百花齊放的態勢。僅從大的分類來看目前就存在著插電式混合動力、純電動、燃料電池這么幾種，如果再細化到單一電動技術中，也同樣存在著充電接口的不同，充電電壓的不同，充電形式的不同。百花齊放的年代往往就是競爭最為激烈的年代，未來的新能源動力技術將使用何種形式的接口作為標準就是這一場競賽中唯一的裁判。換句話說，眼下的新能源市場爭奪實際上就是接口標準制定權的爭奪。
　　
    從現在新能源動力技術的發展方向來看，目前國際上存在著兩個截然不同的陣營，一是以中國和歐洲為代表的電動車陣營，中國和德國政府甚至還就電動車充電接口的標準問題達成了統一，這可以看作是雙方政府對于新能源發展方向的一次肯定。在產品方面，攪局者特斯拉的出現讓新能源動力成為了時尚的潮流。另一個陣營則是以日本和韓國為代表的燃料電池陣營，日本國內在完成了混合動力的普及之后，將未來新能源車發展的道路鎖定在了更具有先進性的燃料電池領域，目前豐田旗下的首款燃料電池車Mirai已經正式發布，成為目前市場上首款大批量投產的燃料電池車型。韓國則以現代汽車為代表投放了燃料電池版的ix35進入市場。

    關于燃料電池的工作原理，筆者已經多次撰文進行了解釋，所以在這里就簡單的啰嗦兩句。燃料電池的原理其實很簡單，就是氫燃料在燃料電池的陽極板，也就是負極，經過催化層的作用，將氫原子的一個電子分離出來。然后失去電子的氫離子通過質子交換膜到達燃料電池的陰極板，也就是正極。游離后的電子不能并通過質子交換膜，所以就只能經過外部的通路到達陰極板與氫離子重新結合，在電子的運動過程中自然就在外電路產生電流。而這個電流經過逆變器以及控制器等裝置之后，就能夠到達電動機驅動其運動產生動能。到達陰極板之后的電子又與在那里的氫離子和氧原子重新結合為水。從這個簡單的原理中我們不難看到，要驅動燃料電池車運行，我們只需要補充氫能源就好。
 
    電動動力的原理則相對簡單，以高能量密度的電池組作為動力源向電動機提供動力，電池組通過外接的充電方式進行能源補給。不同的電動車根據技術方向的不同采用的電池組結構形式也不同，不過充電的大致原理都大同小異。在外接電源的作用下陰極的原子電離成離子和電子，離子向陽極運動與電子重新結合成原子，放電正好與之相反。所以電動車要運行，需要通過外接電源進行充電。
 
    所以，從實用的角度來看，制約電動車發展的最大問題就在于充電時間上。電動車重新補充能量的過程是一次將電能轉化為化學能儲蓄的過程需要耗費大量的時間，但是對于燃料電池車而言，重新獲得能量的過程則是一次氫燃料加注的過程。前者補充一次可能需要數小時，但是后者僅需幾分鐘。從使用線性來看，燃料電池車型也更加趨向于傳統內燃機車的表現，并不會像電動車那樣出現電能上下波動和電量衰退的情況。
 
    更何況，燃料電池系統的能源轉換不涉及燃燒，所以擁有更高的能量轉換效率，每一輛燃料電池車都可以當做是一個小型的燃料電池發電站。從技術的角度來看，燃料電池車比純電動車更具有推廣價值。但是，左右新能源發展的并不僅僅是技術，市場才是關鍵力量，而市場從來都只認可擁有廣泛群眾基礎的方案。由于能源補充接口的孑然不同，這一次新能源動力發展方向之間的博弈最終的結果將會導致失敗的一方徹底沉淪。所以，燃料電池車和電動車都開始了技術運用版圖的爭奪，這最簡單的辦法就是開放專利。
　　
    去年六月份，特斯拉正式宣布將開放其包括電池管理系統以及超級充電站技術在內的所有技術專利技術。以此來刺激電動車行業的發展。繼特斯拉宣布放開全部專利之后，在2015年的拉斯維加斯消費電子展開展的前夕，豐田汽車也正式宣布將會開放氫燃料電池技術專利的使用權，未來全球范圍內的汽車制造商和零部件供應商將可免費使用豐田的氫燃料電池技術專利。此次豐田開放的燃料電池技術專利共計5680項，其中涉及Mirai燃料電池車的專利也高達1970項。此外，豐田還將實施一個實質性的金融支持計劃，包括投資建設氫燃料供應的基礎設施建設以及燃料電池技術在商用車領域的推廣。
　　
    新能源技術取代傳統內燃機技術是歷史發展的必然，但是新能源技術最終將朝著哪一種方向去發展我們還不得而知。在這個交叉路口，選擇哪一條道路作為新能源汽車的發展方向都意味著巨大的基礎設施建設，一旦開弓就再無回頭路。所以，燃料電池車和電動車之間的市場爭奪在未來只會越來越激烈。