新能源車的心臟是鋰電池，同樣的，氫能源車的核心零部件也是電池。
試想，有一臺這樣的車，比新能源車更環保，動力也更強，充能只需五分鐘，續航超過1000KM，不受冬天能耗影響。簡單說，集合了新能源車和燃油車的優點。
不難猜測，這種車便是氫能源車。雖然技術未曾落地，但各國政府、各路資本紛紛發力投入這片浩瀚的藍海中，氫能源車的量產正徐徐展開。
與此同時，市場對氫能源車產生了諸多問題。
比如，氫能源車和新能源車有什么區別？二者孰優孰劣？氫能源車發展怎么樣了？
繼日前發布的——推開萬億氫能賽道的第一重門之制氫篇、第二重門儲運篇后，如今，進行該系列第三部——氫能源車已創作完成。
前兩篇分別對制氫、儲氫、加氫等技術進行了研究，本篇文章是對氫能源車上下游產業鏈發展現狀，以及未來的技術路徑進行分析，以解答讀者的困惑。
01 電池系統是氫能源車的核心
可以說，在氫能源的產業鏈中，讀者最關注的無疑是下游氫能源車。
從產業鏈上來看，氫能源車位于下游，是面向終端使用的一個環節。同時，也是離消費者最近的一個環節。不同于產業鏈條中化工、機械等冰冷的工業與技術，下游應用端天生便俘獲了認知上的好感。
我們每一個人都見證了新能源車替代傳統燃油車的浪潮。殊不知，當每一輪的產業革命發生，新技術橫空出世，緊接著不能回避的一個問題就是工業落地。
這一步不單單是終端面臨消費者打開市場，更為關鍵的，是上游產業鏈與零部件的成本下降和技術突破。
如同新能源車一樣，沒有鋰電池技術的落地，就沒有新能源車的如火如荼。沒有平價上網，就沒有光伏的大面積推廣。
因此，在氫能源車產業中，零部件與整車同樣重要。
新能源車的心臟是鋰電池，同樣地，氫能源車的核心零部件也是電池。
前事不忘，后事之師。我們有必要對氫能源車的電池系統進行深度的研究。
02 鉑催化劑和質子交換膜是燃料電池的核心
傳統燃油車和新能源車的最大區別在于動力系統。前者的動力是汽油／柴油在內燃機燃燒將熱能轉化成動能，而后者則是鋰電池通過化學反應產生電能，將電能轉化為動能。
氫能源車的動力系統原理，其實更類似于新能源車。區別是使用氫氣作為燃料而產生電能，再轉化為動能。因此，我們也可以稱氫能源車為氫燃料車或氫燃料電池汽車。
氫燃料電池汽車主要由高壓儲氫罐、燃料電池堆棧、燃料電池升壓器、動力電池、驅動電機和動力控制單元等組成。
同鋰電池一樣，燃料電池系統成本占據氫能源車成本接近30％。燃料電池系統主要由電池堆和支持系統兩部分構成，前者是核心動力組件，后者由空氣壓縮機、加濕器、燃料回路、空氣回路等支持組件構成。
根據國泰君安測算，電堆占據電池系統成本超過一半。
電堆是什么？想必讀者有些困惑。簡單來講，由于單個燃料電池功率有限，因此往往需要將諸多電池單元進行串聯，串聯后的電池組便是電堆。
這個道理如同鋰電池一樣，需要將眾多電芯（Cell）組裝成為模組（Module），再把模組安裝進電池包（Pack）里，才能作為新能源車的動力系統。
電堆的組成比較復雜，由端板、絕緣板、集流板、雙極板、膜電極、緊固件、密封圈這七個部分組成。
這其中，我們最為關注的便是膜電極，其成本占據電堆總成本的60％以上，被譽為燃料電池的芯片。膜電極可以說是為氫能源車提供動力的主戰場。
膜電極一般由質子交換膜（PEM）、催化層與氣體擴散層三個部分組成所謂的“三合一結構”。
在膜電極中，氫作為燃料使用，但是氫氣并不直接燃燒，而是和氧氣反應轉換為電能。氫氣和氧氣的化學反應是非常簡單的，學過初中化學基礎的都應該知道：2H2＋O2＝2H2O。
其工作原理也并不難理解，我們之前講過電解水的原理，氫燃料電池發電就是電解水的逆反應。
具體來看，在氫燃料電池中，氫氣通過導氣管由電池陽極輸入，在鉑（Pt）的作用下分解為電子和氫離子（質子）H2→2H＋＋2e，這一原理被稱為催化反應。鉑由于表面積大，吸附能力強，是現階段最佳的催化劑，同時保證氫氣不直接燃燒。
之后，質子通過質子交換膜到達負極，這個質子交換膜很厲害，含有多種離子基團，只允許質子通過，其作用如同鋰電池的隔膜＋電解液，這個技術也是關鍵的一點。
氫離子與陰極輸入的氧氣反應生成水；而電子則被質子交換膜阻隔，經由外電路流向陰極，產生電能為汽車供能。
上述的分析可以讓我們了解氫能源車的發電原理，更重要的是，深入到具體流程可以讓我們挖掘到燃料電池的核心部件，那便是鉑和質子交換膜。
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