燃料電池車(FCV)預計2015年前后開始上市銷售。FCV實現普及的最大課題之一是低成本化。以前,一輛FCV的成本動輒“上億日元”,所以必須要將其降到消費者能接受的范圍,最終目標是降到與普通車差不多的水平。但這個目標似乎難以在2015年實現。不過,與以往相比,FCV的成本確實在大幅降低。豐田預定2015年上市的FCV已經有眉目將成本降到該公司2008年款FCV“FCHV-adv”的5%以下。
豐田采取了多方面措施,才把成本降到5%以下的。比如,減少填充氫燃料的高壓氫燃料罐的數量;采用混合動力車用馬達等低價位量產部件;簡化燃料電池組和高壓氫燃料罐構造;提高燃料電池組的輸出密度以實現小型化和高性能化,從而削減材料費;減少燃料電池組的鉑催化劑用量等等。
其中,豐田預定2015年上市的燃料電池車去掉了燃料電池系統的加濕器。因為該公司研究出了不使用加濕器也能加濕電解質的方法。主要包括以下三點:在空氣極和燃料極逆轉空氣或氫的流動方向、減少向外部排放的空氣極生成的水、減薄電解質膜(高分子膜)的厚度。
FCV的燃料電池系統一般使用固體高分子型燃料電池(PEFC)。PEFC的電解質采用具有質子導電性的高分子膜。用空氣極和燃料極夾住電解質構成電池單元。氫在燃料極分解成質子和電子,質子移動到電解質中,在空氣極與氧和電子發生反應生成水。此時,電子通過外部電路從燃料極移動到空氣極,由此發電。
另外,PEFC的電解質一般采用全氟化碳類高分子膜。這種高分子膜在有濕氣時,質子的導電性會升高。因此,豐田以前一直用加濕器為PEFC空氣極的空氣加濕。