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自工業革命以來，我們經歷了很多次能源革命，這些能源革命伴隨著人類的科技進步。發展到今天，我們的能源走出了自己發展的道路，這是我們都很清楚的。但是能源以后又會怎么發展需要我們關注。當然，此處的“以后”還不能太長，大約是未來幾十年時間。

能源革命歷史

在學會利用火之前，人類過著毳毛飲血的日子。鉆木取火是人類在能源方面最早的一次技術革命，從利用自然火到利用人工火的轉變，導致以柴薪為主要能源時代的到來，這是第一次能源革命。蒸汽機的發明，人類從此以機械動力大規模取代人力和畜力，這是第二次能源革命（也是第一次工業革命）。在第二次能源革命中，人類主要能源變為煤炭、石油、天然氣等化石能源。核能的利用是人類的三次能源革命。現在利用氫作為能源，氫燃料電池發電，將氫氧化合反應的能量轉化為電能，能不能說成是第四次能源革命，目前下結論尚早。

氫燃料電池是清潔能源

不可否定的是氫氣作為包括汽車、工程機械等移動設備的能源補給是目前在清潔能源發展的必然。包括甲烷、NO化合物、CO2、氟利昂等溫室氣體的排放，會在大氣層形成阻擋地球熱量反射的空氣層，導致地球溫度升高。目前我們所使用的煤炭、石油、天然氣等化石燃料與空氣反應會產生CH化合物、CO化合物、NO化合物及顆粒物PM等排放物；這些物質會不同程度的污染環境，同時這些內燃機在工作工程中還會產生噪音及振動，同樣對環境產生影響；而氫氣與氧氣在燃料電池中反應，只會產生電能和熱量；作為排放物的水不會對環境產生影響。

氫氣的特點

作為移動設備的汽車及移動式工程機械的能源必須滿足以下條件：安全、成本低、體積小、重量輕、易反應、反應（響應）快、易獲得、低污染、比能量高等。只有滿足以上這些條件的能源才能作為汽車及移動式工程機械的能源。氫氣是所有元素中最輕的元素；且其能量達到1.4×108J/kg，是汽油的三倍，酒精的3.9倍，焦炭的4.5倍，因此是燃料中熱值最高的。在常溫常壓下，氫氣的燃點為550-600℃，相對于其它物質，其燃點高。在空氣中，氫氣濃度達到4-75%的含量，容易產生爆燃，達到18-60%時，會產生爆炸；因此解決氫氣在使用過程中的安全，是頭等大事！氫氣是無色無味的氣體，當產生泄漏時，需要隨時監控其泄露情況，并自動采取相應的安全措施。在空曠室外場合，由于氫氣是最輕的氣體，泄露后直接往大氣的上層走，也會減輕氫氣的濃度。

燃料電池的應用

氫燃料電池在汽車及工程機械成熟運用之前，我們必須了解以下內容：

1、在氫燃料電池中，氫氣輸入量與輸出電流的關系；

2、加入氫氣后，輸出的電流響應速度；

3、氫燃料電池的啟動條件是怎么樣的；

4、氫燃料電池在什么情況下實現停止工作，停止工作前需要達到什么條件才能不會損傷到電池本身；

5、如何使用才能延長氫燃料電池的使用壽命；

6、氫燃料電池適應于什么樣的氣候環境，如低溫環境、高溫環境及海拔高度等，對燃料電池有什么影響。

當然，問題可能不止這些，大家都可以提出自己問題。只有了解了這些問題，才能保證氫燃料電池汽車及工程機械的性能。

我們經歷了從“內燃機+機械傳動”到“內燃機+液力傳動”及“內燃機+液壓傳動”的過程，也經歷了油電混合及油氣混合的過程。這些技術成熟或基本成熟，已經被我們掌握。目前的燃料電池技術是最近幾年才在工程機械上得到應用，還處于研究階段，遠遠沒有達到熟練應用的程度。主要是因為電池技術需要繼續發展成熟，提高能量密度及適應環境應用?，F在的鋰離子電池、鈉離子電池、鋁離子的路線必須進一步成熟并明確。鈉離子電池及鋁離子電池還處于研究階段。鋰離子電池基本成熟，但還有需要摸索的地方。磷酸鐵鋰電池的使用壽命、使用環境不明確，充放電倍率需要進一步提高；鈦酸鋰電池充放電倍率高，但成本不低（成本可以隨著批量增大而降低）；三元鋰電池的耐溫性能是否適合在工程機械環境使用等。

氫燃料電池應用在汽車及工程機械上也不是一步到位的，必須經過如下階段。第一階段，動力電池技術的成熟；只有動力電池技術（插電技術）成熟后，才能進一步推動氫燃料電池的發展。第二階段，動力電池（可插電）與氫燃料電池組成增程式系統應用成熟，了解氫燃料電池的性能，如安全性、響應速度、過載能力、負荷曲線等；第三階段，在充分了解氫燃料電池性能的情況下，才可以決定是否能夠單獨使用。目前處于第一階段，正準備摸索第二階段的內容；到2030年，第二階段基本成熟。2035年，進入第三階段，氫燃料電池單獨使用。作者：唐緒文

關鍵詞： 氫燃料電池 工程機械 燃料電池