重大突破!我国氢燃料电池体积功率密度突破9千瓦每升，成世界顶尖

不久前，一则:“中国成功研发出最新的氢燃料电池，体积功率密度达到了9.8千瓦每升”的新闻席卷全国，震惊了不少科学界的研究人员，部分人更是宣称，我国即将迎来全新的能源革命。

如此豪言，不得不让人好奇，所谓的氢燃料电池究竟是什么？为什么说它将推动能源革命呢？而我国研发出全新的氢燃料电池，体积功能密度突破9千瓦每升又是怎么回事呢？

1. 什么是氢燃料电池

所谓的氢燃料电池，就是指使用“氢”这种化学元素，制造出来的一种能源电池，其制作原理主要利用电解水的逆反应。

氢燃料电池示意图

简单来说，就是将氢和氧分别供给阳极和阴极，氢通过阳极向外扩散和电解质发生反应后，放出电子通过外部的负载到达阴极，从而达成发电的目的，与现在常见的干电池，蓄电池的工作原理完全不同。

因为我们常见的干电池和蓄电池，是需要额外储存电能到电池内部，然后才能使用电池，不然电池就不能使用，而氢燃料电池则摆脱了“充电”这一步骤，完全靠氢燃料的化学反应来发电，属于“自给自足”的类型。

从这方面讲，氢燃料电池虽然叫电池，但其实它更像是一种“发电装置”，与常规电池是两码事，科技含量极高。

氢燃料电池

甚至可以说，氢燃料电池颇有一种“黑科技”、“未来科技”的感觉，就像是小型的，可以随身携带的“发电堆”。

不过，别看氢燃料电池颇有未来科技的影子，但它的出现时间却很早，在上个世纪就已经出现，是不折不扣的“旧时科技”。

据资料记载，氢燃料电池第一次出现在世界各国眼前，应该是1839年，由著名的科学家Grove（格罗夫）发明，Grove也因此被称为“燃料电池之父”，当然，在Grove发明氢燃料电池之前，已经有了几十年的相关理论研究，并不是凭空发现的。

不过，氢燃料电池虽然在1839年就发明出来，但真正让世界各国重视氢燃料电池的时间，还要推迟到上个世纪70、80年代。

当时的美苏两国因为冷战，一直在积极研发各种高科技，氢燃料电池，便是在当时被两个国家重视，投入了大量的人力和物力，从而研发出了稳定的，高功率的氢燃料电池。

在研发出高功率的氢燃料电池后，美苏两国一开始是打算将氢燃料电池用在航空领域的，试图将氢燃料电池当做航空器的动力，只不过，一开始的氢燃料电池制作技术要求较高，成本很高，发电量浪费又较多，不是很适合推广，所以也没有引起太大的响动。

阿波罗号飞船

一直到1969年，装备了氢燃料电池的阿波罗号飞船成功从月球返回地球后，这种全新的电池才引起了世界各国的狂热追捧，开启了世界各国大力研发氢燃料电池的进程。

二、全球瞩目，我国全新氢燃料电池的出现

虽然从历史角度看，氢燃料电池是1969年后才被全球各国追捧，才开始氢燃料电池的高速发展时间。

但实际上，当时一些有实力的国家，对于氢燃料电池的研发一直都比较重视，比如我国就是从上个世纪50年代就开始了氢燃料电池的研究。

到了80年代，我国为氢燃料电池的研究，不仅提供了大量的人力和物力，还制定了“863计划”和“973计划”，以“研究所+大学”为主体的合作模式，开始向全国推广氢燃料电池的研究。

也正是因为这两个计划的实行，我国的氢燃料电池研发走上了迅猛发展的道路，并在上个世纪就出现了氢燃料汽车和氢燃料电池汽车等利用氢燃料电池的科技产品。（这里特意说明，氢燃料汽车是1980年出现，但氢燃料电池汽车时间不明）

到了2010年的时候，我国更是先后攻破了氯碱用全氟离子膜、燃料电池膜等多项生产技术难题，实现了产业化“小型氢燃料电池”的壮举。

并在2019年前后，将氢燃料电池体积功率密度突破到了6千瓦每升的程度，达到了世界一流水平，站到了世界前沿。

可尽管我国在氢燃料电池方面已经取得了很大进步，但我国还是没有放松对氢燃料电池的研究，一直在为突破氢燃料电池功率而努力。

焦魁教授

终于，在2023年12月快结束的时候，我国天津大学的焦魁教授研究团队传出了一个震惊全球的消息，其团队研发出了全新的高性能氢燃料电池（没查到名字），其体积功率密度达到了9.8千瓦每升，超过了9千瓦的水准，与现在的主流的氢燃料电池相比，功率提升了两倍左右，相关研究成果，更是刊登到国际权威能源研究期刊《焦耳》上。

要知道，进入新世纪后，美国等西方国家，为了防止，我国科技追赶上它们，它们一直对我国进行着严密的技术封锁，我国氢燃料电池相关科技的研发十分困难。

可焦魁教授的团队，却不畏艰险，在科技被封锁的情况，对氢燃料电池中质子交换膜燃料的电池结构进行了质疑和重组，采用了新的组件，改善了原氢燃料电池中“气-水-电-热”的传递路径，成功研发出了超薄、超高功率密度的燃料电池，并在《焦耳》之上报道，其困难之大，可想而知。

更何况，焦魁教授团队所研发的氢燃料电池，因为采用了静电纺丝等全新技术，这款电池不仅拥有高功率的特点，还拥有体积小、启动迅速等特点，堪称现阶段，氢燃料电池的集大成之作。

因此，有不少人都号称，焦魁教授团队研发的全新氢燃料电池，将推动我国的能源革命，改变现有能源格局，吸引了不少人的讨论。

在讨论中，也有不少人好奇，焦魁教授团队明明只是研发出了一款全新的氢燃料电池，为何会跟能源革命联系在一起呢？

三、氢燃料电池突破的意义

其实之所以会有人说氢燃料电池的出现会推动国家能源革命，主要原因便是氢燃料电池的优越性。

氢燃料电池，虽然叫做电池，让人感觉只能用在小型的科技产品中，但其实氢燃料电池的应用领域很广，优点也很多。

不管是航空领域、汽车领域还是发电领域都有氢燃料电池的应用空间。

如现在的汽车，一般是使用汽油等燃料作为汽车的动力源，可是以汽油作为动力的汽车，不仅噪声大，污染也很大，对环境污染性强，不利于持续发展。

而使用氢燃料电池为动力源的汽车，不仅噪声小，也没有污染，从环境保护方面，明显强于汽油汽车。

特别是现在氢燃料电池的技术取得突破，体积功率密度达到9.8千瓦每升后，氢燃料电池汽车的续航力也将大大提升，全面超越汽油汽车，只是时间问题。

同时，氢燃料电池技术取得突破后，对于发电领域也将迎来改变。

现在全世界的发电方式，主要是以“火电”、“水电”、“风电”、“核电”为主，这四种发电方式中，除开风电、水电比较清洁外，其它两种发电方式，都有各自的缺点，比如核电隐患性强，对于核废料的处置是一大难题；而火电，因为是燃烧能源发电，在这个发电过程中，约有70%的能量要消耗在锅炉和汽轮发电机上，能量利用率低，且污染性也不小。

而且，这几种发电方式，都是把发出的电送往电网，由电网输送给用户，在这一个过程中，因各用电户的需求不同，电网输出的电流也不同，有时高。有时低，导致电压不稳，容易出现各种问题。

相反，氢燃料电池作为将化学能直接转换为电能的发电方式，不仅能量利用率能达到60%－80%，而且还有着无污染，体积可大可小的特点，每一个家庭，完全可以根据自己家庭用电量来安装相应体积的氢燃料电池，完全不需要利用电网来输送电量，改变现在的用电模式。

可以说，氢燃料电池的突破，好处十分多，有一种取代传统能源的可能，这也是为什么有人说氢燃料电池取得突破后，会引起能源革命的原因。

结语:

在新能源日益被重视的今天，焦魁教授研发的全新氢燃料电池，不仅是一种技术的突破，更是让我国在新能源赛道上取得的一次莫大优势，让我们有了领先全球的可能，不再受其它国家的制约，其意义远超过氢燃料电池本身。