石墨烯在氫能源電池領域的應用

李春曉

作為目前已知的最清潔的能源之一，氫能正在全世界范圍內受到越來越多的關注。在中國，氫能源發展十分迅速，根據中國電池協會數據統計，2019年1-7月，氫燃料電池裝機容量同比猛增6倍以上，增速遠超其他國家和地區。中國地方政府紛紛出臺相關政策，對氫能源汽車產業發展加大扶持力度。

作為氫能源汽車核心系統的氫燃料電池，早在20世紀六七十年代便已開始在航空和軍工領域應用。后來，因技術不成熟等原因，氫燃料電池的規模化應用之路暫時中斷。與純電動汽車相比，氫燃料電池車具有加氫時間短、續航里程長的優點。有統計顯示，城市物流車在加氫站加6～7kg氫平均耗時5min。豐田最新推出的全新一代Mirai續航里程可達644km。2019年6月發布的《中國氫能源及燃料電池產業白皮書》認為，未來，氫能將在交通運輸、工業等領域實現普及應用。作為目前發現的強度最高、導電性能最好、比表面積最大、韌性最好、質量最輕、透光率最高的材料，石墨烯被稱為“黑金”和“新材料之王”。在氫燃料電池領域，石墨烯因其獨特的性質，也得到了極大的應用和發揮。

1 氫燃料電池簡介

氫燃料電池是將氫氣H2和氧氣O2的化學能直接轉換成電能的發電裝置。氫燃料電池的性能、環保優勢突出，已達到產業化標準，在政策扶持下市場空間廣闊。環保方面，氫燃料電池具備零排放、零污染的特性，有望掀起新一輪的能源革命。

圖1為氫燃料電池的結構示意圖。氫燃料電池的……