4月22日，丰田宣布将向北汽福田提供氢燃料电池技术，并与清华大学成立燃料电池研究院。算上之前开放THS技术壁垒的举动，这是丰田在新能源技术方面第二次向国内制造商示好。
图：丰田Sora燃料电池巴士
丰田在混合动力领域的影响力毋庸置疑。有了丰田的技术加成，我们距离氢燃料电池车实用化还有多远呢？接下来，我们不妨看看前方的荆棘。
1.材料货源成问题
对电化学有所了解的读者都知道，催化剂是燃料电池不可缺少的一部分。对于氢燃料电池而言，目前实用化和商业化程度最高的自然非铂炭催化剂莫属。
不过，作为贵金属的铂是重要的化学原料，生来就能催化的反应可不止这一个。因此，铂的供应一直十分紧俏。以0.25g/kW的铂载量和20~30美元/g的单价计，催化剂成本只有19美元/kW左右，相比而言货源紧俏的麻烦更大。
从实用角度考虑，铂供货紧俏的问题只能缓解不能避免。在尽可能提高催化效率的同时，寻找合适的替代材料或许也是一条不错的选择。
2.催化衰减不可避
首先需要明确一点，尽管化学反应前后催化剂成分不变，但在反应过程中催化剂是参与反应各步骤的，只是反应结束时它又变回了原来的模样，中学生物接触过三羧酸循环的读者应该对此深有体会。从动态的角度来看，长期使用的燃料电池，催化剂活性只会越来越差。
为什么呢？为了增快反应速率，最简单粗暴的方法无疑是加大反应物与催化剂的接触面积，而铂炭催化剂中的碳成分正是为此而加入的。根据前面提到的催化剂性质不难发现，反应过程中的游离铂总会在已有铂颗粒上沉积，久而久之小者更小、大者更大（即烧结失活），无形中降低了与反应物的接触面积，进而使反应速率上限不断下降。
与第一条不同，催化剂的物质结构变化在微观层面不可避免，只能设法延缓其发生。随着催化剂原料——铂的日益紧俏，开发新催化剂的需求更显得迫在眉睫。
3.并联系统有必要
想要延缓烧结失活的进程，需要减小反应幅度和波动范围——换言之，控制电堆出力。相对于串联式混动系统，由电堆和蓄电池分摊输出的并联式布局无疑更加适合保护电堆。
图：丰田未来（Mirai）氢燃料电池车的大体架构
不过，并联式布局也提出了更高的要求：首先，车上的控制系统在响应和可靠性上必须有足够的技术水平；其次，电堆不再负责为蓄电池充电之后，其输出也必须足够，至少不拖蓄电池后腿。对于国内开始研究氢燃料电池的车企来说，哪怕有丰田的技术助阵，做好这两点也需要一定的时间做积累。
4.湿度控制需把握
对于氢燃料电池而言，质子交换膜的湿度也是影响性能的一大要素。湿度过小，可用离子自然过少，影响输出；倘若湿度过大，过饱和的水汽会液化，堵塞离子交换通道，严重的话可能还会使催化剂载体——碳被消耗，造成电堆不可逆转的损坏。
另一方面，考虑到反应不可能均匀地在电池内部进行，电堆入口处往往更容易发生湿度不足的情况，而出口处则正好相反。对此，丰田专门研发的阴极3D网状流场结构和其专门添加的、控制膜电极湿度的成分，或许会成为未来一些厂商争相仿制或购买使用权的焦点。
总结
随着电动新能源车补贴的退潮，以及燃料电池系逐渐抬头的政策，不难推测下一步国家新能源车战略的发展方向。事实上，一些有远见的自主品牌已经开始了相关布局。借助丰田在燃料电池技术上释放好意的机会取取经，克服一下技术难关，或许对双方都不是坏事。
