近期，丰田的一系列举动，再次将行业的目光聚焦到电池技术领域的“终极之战”上。锂离子电池VS氢燃料电池，到底谁才是未来电池技术的主流？
据国际媒体报道，丰田与宝马两大巨头正酝酿在燃料电池领域进一步加深其战略合作关系。长久以来，丰田在研发燃料电池，尤其是氢燃料电池的路上，都表现的相当激进。其掌门人丰田章男更是多次喊话不看好电动汽车，坚称未来市场必有氢燃料电池汽车的一席之地。
那么，一直以来被看好者吹上天的氢燃料电池究竟发展如何，未来留给锂离子电池的时间真的不多了吗？
认识氢燃料电池
虽然名字里带了“燃料”二字，但氢燃料电池并不涉及传统意义上的燃烧过程。
本质上，氢燃料电池是一种把燃料中的化学能直接转化为电能的能量转化装置。在氢燃料电池中，氢气被输送到负极，经过催化剂的作用，氢分子键被斩断，其中氢原子失去电子。失去电子的氢离子可穿过质子交换膜，在正极与氧原子重新结合生成水，在整个过程中，正负极形成电势差，电子从负极经外部电路流向正极产生电流。在这一反应过程中，唯一的“副产品”就是水。
因此，氢燃料电池的运作过程中不会产生火焰，与内燃机的燃烧机制完全不同，有效避免了燃烧过程中的能量损失与氮氧化物的生成，从而实现了更高的能量输出效率与环保性。
与锂离子电池相比，氢燃料电池则在能量密度和充能速度上展现出了极大优势。在能量密度方面，锂电池的能量密度最多能达300Wh/Kg，而氢燃料电池系统能量密度则超过350wh/kg（在现有氢气储存罐的承载能力下）。同时，在充能环节，氢燃料电池是通过外部氢气供应来完成的，类似于传统汽车的加油过程，只需几分钟。此外，氢燃料电池的能量转换效率通常在40%-60%之间，如果考虑热电联供，效率可以进一步提升至80%以上，这一水平远高于锂离子电池的能量转换效率。
更重要的是，氢燃料电池之所以被看好，在于氢作为宇宙中最丰富的元素之一，其再生潜力几乎无限。
不过，既然氢燃料电池拥有如此多的显著优势，一个重要问题也随之而来，其为何还没有形成大规模应用？
“氢”的困境
尽管氢燃料电池头顶巨大光环，但其发展前景仍不乏质疑之声。特斯拉掌门人马斯克都曾吐槽氢燃料电池是“智商税”，用在汽车上很愚蠢。大众前CEO也曾断言“你们不会看到任何氢能源的乘用车。”在种种负面言论的背后，其实透露了氢燃料电池当前所面临的困境。
其中，最大的问题是就是氢气的运输和储存。与石油、天然气等传统能源不同，氢气拥有极高的活跃性，这一特性赋予了它易燃易爆、易渗透泄露的特性。因而对存储与运输技术提出了极为苛刻的要求。不仅需要低温、高压的运输条件，还难以阻止氢气以氢原子形式的渗透、逃散，无法长期储存。
因此，现有的能源基础设施，如加油加气站网络几乎不能用来运输氢气。必须铺设氢气管道、建设专用加氢站。这不仅需要攻克重重技术难题，更伴随着高昂的维护成本，成为制约氢燃料电池大规模商业化的首要“拦路虎”。
而相较之下，现有的国家电网却是非常适合锂电汽车发展的，充电桩可以全城市铺开，甚至进到每家每户，普及性较高。
同时，氢燃料电池汽车的安全问题也不容忽视。满载氢气的汽车，一旦发生碰撞泄露事故，其潜在能量之大，难免令公众对安全性产生担忧。这种潜在的风险，也会极大的影响消费者对氢燃料电池汽车的接受程度，进而阻碍其市场普及率。
此外，目前氢气的获得主要依赖从天然气、煤化工等传统能源的中制取，通常被业内称作“灰氢”。目前“灰氢”产量依然占到氢气产能的80%以上，这直接让氢气的环保特性大打折扣。何时能够实现大规模量产廉价“绿色”氢气？科学家们还在研究之中。
综上，即便氢燃料电池的技术的确称得上先进，但在成本和市场上，其在电动汽车的应用上依然存在很多挑战。
国内外进展
最后从应用进展的视角来看，国内外的相关进度也不尽相同。
目前，国际上相关技术的代表企业无疑是日本的丰田汽车。早在2014年，丰田就发布了第一代氢燃料电池 Mirai，正式将氢燃料汽车引入了乘用车市场。当时，第一代Mirai的电堆峰值功率为114kW，功率密度达到3.1kW/L，这一技术指标也代表了国际先进水平。而后，随着技术的发展，丰田于2020年推出了第二代Mirai，续航里程又增加了30%，进一步巩固了其在领域内的领先地位。
反观国内，其实对氢燃料电池技术路线的规划和投入也一直在进行。政策方面，国家在《氢能产业发展中长期规划（2021-2035）》中对氢能的战略定位是：未来国家能源体系的重要组成部分、用能终端实现绿色低碳转型的重要载体、战略性新兴产业和未来产业重点发展方向。
在商用实践方面，据业界透露，全球锂电池巨头如宁德时代和比亚迪等，都在悄然布局燃料电池汽车，甚至已经触及上游的制氢领域。
总的来说，现阶段来看，氢燃料电池和锂离子电池在不同的应用场景上各有利弊，因此，还很难简单的论出孰轻孰重。无论是片面夸大氢燃料电池的优点而忽视缺点，还是一味的贬低锂离子电池的缺点忽视技术变革，都不算客观。
事实上，氢燃料电池的特性预示了其大概率先在某些特定领域实现广泛应用，比如重型卡车、商用车，以及储能等领域。相较于锂离子电池当前所达到的大规模普及程度，氢燃料电池要迎头“赶上”，显然还要走很长一段路。
这意味着，尽管前景广阔，但氢燃料电池的全面普及仍需时间、技术创新以及市场接受度等多方面提升来共同推动。
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