隨著人類社會工業化進程的不斷推進,環境問題日漸凸(tū)顯(xiǎn),傳統內燃機汽車以汽(qì)油作為燃料,排放的尾氣(qì)己成為主(zhǔ)要的大氣汙染源。國務院發布的《中國製造2025》將新能源汽車(chē)作(zuò)為將來重點研發的領域之一。而在新能源汽車中(zhōng),氫燃料電池汽車(FCVs)利(lì)用質子交換(huàn)膜燃料電池(PEMFC)將氫氣的化學能轉化為電能,由於具有無汙染、效率(lǜ)高、零排放等優點,在國內外逐漸進(jìn)入商業化。1993年,加(jiā)拿大Ballard電力公司展示了一輛零排放、時速為可達72km/h、以PEMFC為動力的公交車,引發了全球性(xìng)FCVs研發熱潮[4]。各大汽車企業爭相將燃料電池應用於(yú)汽車上,經過十幾年的發展,已經基(jī)本構建了(le)與傳統(tǒng)汽車相差(chà)不大的FCVs平台。

早先儲氫罐的材料通常選用304不(bú)鏽鋼或鉻鉬(mù)鋼,但它們重量過大,不符合FCVs輕量化的要求。梅賽德斯-奔馳GLC F-Cell采用了(le)挪威(wēi)Hexagon的Ⅳ型儲氫(qīng)罐,一大一小兩個儲氫罐均布置在車輛底(dǐ)板和車橋之間的碰撞保護區(qū)內,並通過周圍的輔助車架保護。材料采用碳纖維外殼,儲氫量達到4.4kg,儲氫(qīng)壓(yā)力采用全球標準(zhǔn)的70MPa,僅在3 min內就能充滿所需的氫(qīng)燃料。
儲(chǔ)氫罐由三層混合材料結構組成,最內層材料是塑料內膽,用於密封空氣,中層是具有高抗(kàng)壓(yā)性的碳纖維增強塑料(CFRP),外層是具(jù)有高抗衝擊性(xìng)的玻璃纖維增強塑料(GFRP),以及兩端耐(nài)摔耐火(huǒ)的環形保護層。通過改進CFRP層並減少(shǎo)材料用(yòng)量,儲氫罐的重量大幅下降。現代公司(sī)擁有自主研發的(de)儲氫罐技術,NEXO擁有三個大小相同的儲氫罐,使用了一種具有優異抗滲性的新材料,該材料采用碳纖維製造,表(biǎo)麵覆蓋能長時(shí)間承受火焰的特殊塗層。