在尋找完美替代汽油動力汽車的過程中，多年來有很多競爭者。在公眾認知方面，純電動汽車(BEVs)是最廣為人知的。但在該領(lǐng)域的專家中，還有另一種選擇顯示出未來汽車電氣化的更大前景：燃料電池。特別是質(zhì)子交換膜燃料電池(PEMFCs)。然而，盡管經(jīng)過幾十年的發(fā)展，pemfc在汽車領(lǐng)域仍缺乏廣泛的市場接受度。為了了解是什么影響了這種接受度，以及市場未來的預(yù)期走向，卡內(nèi)基梅隆大學的研究人員對汽車pemfc目前和預(yù)期未來成本和性能進行了專家啟發(fā)式評估，研究結(jié)果發(fā)表在《美國國家科學院院刊》上。

博科園-科學科普：邁克爾·惠斯頓(MichaelWhiston)是工程學和公共政策的博士后研究助理，他和工程學院的教授InesAzevedo、ShawnLitster、KateWhitefoot、ConstantineSamaras和JayWhitacre采訪了燃料電池領(lǐng)域的39位專家，了解了他們在假設(shè)大規(guī)模生產(chǎn)場景下對質(zhì)子交換膜燃料電池的成本、堆棧耐久性和堆棧功率密度的評估。專家啟發(fā)式利用了廣泛使用該技術(shù)的個人知識和經(jīng)驗，因此可以了解該技術(shù)的現(xiàn)狀和未來發(fā)展趨勢。在沒有公布數(shù)據(jù)或確鑿證據(jù)的情況下，專家啟發(fā)式評估可以用來制定技術(shù)路線圖、為決策提供信息、指導業(yè)務(wù)決策和開發(fā)分析模型。

如果質(zhì)子交換膜燃料電池對未來的汽車電氣化有很大的前景，為什么它們?nèi)狈κ袌鼋邮芏龋?br/>
在這項研究中，研究人員請專家評估pemfc的系統(tǒng)成本、棧持久性和棧功率密度，然后定量評估達到成本和性能目標所需的成本。大多數(shù)受訪者預(yù)計，美國能源部的成本目標將在2050年前實現(xiàn)，每千瓦30美元的目標將大大增加公眾廣泛采用的可能性。此外，超過45%的受訪者預(yù)計，美國能源部的堆棧持久性目標將在2050年前實現(xiàn)，許多人預(yù)計，到2035年，堆棧功率密度中值的目標可以實現(xiàn)。一旦這些目標實現(xiàn)，pemfc將獲得更多的主流應(yīng)用，這對汽車業(yè)來說將是一件大事，其規(guī)模將超過BEVs，甚至超過其他類型的燃料電池。

pemfc優(yōu)于電池的優(yōu)點包括更快的加油時間和更長的續(xù)航里程。燃料電池電動汽車(FCEVs)在5分鐘內(nèi)補充燃料，行駛里程超過300英里。根據(jù)電池的大小和成本，BEVs的續(xù)航里程往往更有限，充電可能需要數(shù)小時。由于FCEVs使用無碳氫燃料效率高，可以顯著降低汽車的化石燃料消耗和尾氣排放。氫燃料可以通過包括天然氣在內(nèi)的一系列低碳電力資源生產(chǎn)，因此FCEVs可以大幅減少乘用車的溫室氣體凈排放量。此外，這些燃料電池不排放任何有害的尾氣污染物，如氮氧化物、顆粒物和一氧化碳，使它們對人類健康更加安全。