碳排放是全球性大問(wèn)題，世界各國(guó)都在面臨的困境，如何減少碳排放則是從國(guó)家層面，到能源行業(yè)、汽車(chē)行業(yè)、交通行業(yè)等相關(guān)領(lǐng)域都在致力解決的問(wèn)題。

近年來(lái)，新能源技術(shù)、清潔能源技術(shù)獲得了持續(xù)不斷的突破。從技術(shù)層面上講，要想減少碳排放，減少石油、煤炭等高碳排放能源的使用是行之有效的方法。但是減少石油、煤炭的使用的前提是，不影響人們正常的生產(chǎn)和生活。

換言之，能源供給得跟上。新能源在這些年獲得了突破性的發(fā)展，水能、風(fēng)能、電能等清潔能源越來(lái)越成為能源的主流。另一個(gè)辦法是開(kāi)發(fā)新能源，以減少碳排放，人類在研發(fā)新能源方面有諸多努力，例如建造核電站、核反應(yīng)堆等等。

不過(guò)，在顛覆式的新能源出來(lái)之前，通過(guò)技術(shù)減少碳排放，是最有效的辦法之一。從能源行業(yè)這幾年的發(fā)展趨勢(shì)就可以看出來(lái)，清潔能源已經(jīng)是主流。從交通上說(shuō)，電動(dòng)汽車(chē)的流行說(shuō)明新能源對(duì)交通行業(yè)帶來(lái)巨大的震動(dòng)：傳統(tǒng)車(chē)企紛紛研發(fā)清潔能源汽車(chē)也就是電動(dòng)汽車(chē)。

現(xiàn)在電動(dòng)汽車(chē)普及廣泛，在公共汽車(chē)、家用轎車(chē)領(lǐng)域，電動(dòng)汽車(chē)占比越來(lái)越高。如果說(shuō)重型汽車(chē)不用汽油和天然氣，而用電池，靠電池驅(qū)動(dòng)，那么是不是能很大限度地減少碳排放？

美國(guó)最近計(jì)劃把高溫質(zhì)子交換膜（HT-PEM）推向市場(chǎng)可行的 HT-PEMFC，重型車(chē)輛配備了 HT-PEMFC，可以顯著減少溫室氣體的排放。

圖 | 高溫質(zhì)子交換膜（HT-PEM）（來(lái)源：future-orient ）

為什么實(shí)驗(yàn)室要研發(fā)適用重型車(chē)輛的 HT-PEMFC？因?yàn)槊绹?guó)運(yùn)輸業(yè)是美國(guó)碳排放最多的企業(yè)，且貢獻(xiàn)了全球三分之一的碳排放量。解決重型車(chē)輛的碳排放問(wèn)題，就等于解決了溫室氣體排放的關(guān)鍵問(wèn)題。

而傳統(tǒng)PEMFC，工作溫度相對(duì)較低，電池對(duì)氫燃料雜質(zhì)的耐受性較低，無(wú)法減少車(chē)輛的廢氣排放。

由美國(guó) Los Alamos 國(guó)家實(shí)驗(yàn)室、Brookhaven 國(guó)家實(shí)驗(yàn)室和國(guó)家 NREL 實(shí)驗(yàn)室組成的新合作伙伴關(guān)系：將在未來(lái)幾年內(nèi)，將氫和其他可再生燃料轉(zhuǎn)化為電能的燃料電池，努力把  HT-PEMFC推向市場(chǎng)。

HT-PEMFC具有革新重型運(yùn)輸行業(yè)的潛力：可以使船舶使用可再生甲醇、氨氣運(yùn)行，飛機(jī)可以使用二甲醚或氫氣運(yùn)行，離網(wǎng)發(fā)電機(jī)可以使用低碳、零碳燃料輕松運(yùn)輸?shù)狡h(yuǎn)地區(qū)。

簡(jiǎn)單來(lái)說(shuō)，除純氫外，使用任何載氫燃料的能力，都是在減少所需基礎(chǔ)設(shè)施在投資方面的重大突破。HT-PEMFC技術(shù)將使重型和其他難以脫碳的應(yīng)用高效運(yùn)行，同時(shí)使用氫氣、并緩解水管理問(wèn)題。

Los Alamos 燃料電池和車(chē)輛技術(shù)項(xiàng)目經(jīng)理 Rod Borup 表示：“隨著重型運(yùn)輸行業(yè)尋求內(nèi)燃機(jī)的更環(huán)保替代品，HT-PEMFC有望提供一種清潔、高效的替代品。該項(xiàng)目有望改變重型車(chē)輛高碳排放的現(xiàn)狀，并有助于加速能源和重型運(yùn)輸技術(shù)的發(fā)展，從而實(shí)現(xiàn)清潔、零排放的能源未來(lái)。”Los Alamos 對(duì)項(xiàng)目的貢獻(xiàn)是膜電極組件（MEA）。MEA 的獨(dú)特之處在于，它不依賴于水作為導(dǎo)電介質(zhì)，而是依賴于工程聚合物，該聚合物可以在更高的溫度范圍內(nèi)可靠運(yùn)行（80℃至 200℃）。

Los Alamos 科學(xué)家 Yu Seung Kim 是汽車(chē) HT-PEMFC項(xiàng)目的發(fā)起人，他告訴媒體：“在高溫操作下，我們可以采用更簡(jiǎn)單的設(shè)計(jì)來(lái)制造重型卡車(chē)，這使我們可以大大減輕重量。典型的氫燃料電池系統(tǒng)中，最重的部分是儲(chǔ)氫罐，重約 4000 磅，可拖運(yùn) 350 英里。如果在較高的工作溫度下運(yùn)行燃料電池，則可以使用高能量密度的液體燃料，并且系統(tǒng)重量可以減少到 2500 磅?！?nbsp; 

Kim 團(tuán)隊(duì)將負(fù)責(zé)通過(guò)膜、離聚物、催化劑和氣體擴(kuò)散層的篩選測(cè)試，來(lái)證明 MEA 的性能和耐久性。所得的知識(shí)將轉(zhuǎn)移到 NREL，以幫助開(kāi)發(fā)用于 MEA 的批量生產(chǎn)的制造過(guò)程。

Brookhaven 實(shí)驗(yàn)室負(fù)責(zé)開(kāi)發(fā)氧還原反應(yīng)催化劑，而 Advent 將測(cè)試并驗(yàn)證：在工業(yè)制造條件下，能否保持性能和耐用性？

除此之外，并將全尺寸 MEA 組裝成可在商業(yè)上使用的燃料電池組。

該項(xiàng)目得到了 DOE 氫與燃料電池技術(shù)辦公室的大力資助。通過(guò) L'Innovator 試點(diǎn)計(jì)劃，該計(jì)劃目標(biāo)是讓氫和燃料電池技術(shù)，從 DOE 國(guó)家實(shí)驗(yàn)室成功走向商業(yè)市場(chǎng)。

美國(guó)洛斯阿拉莫斯（Los Alamos）實(shí)驗(yàn)室和相關(guān)企業(yè)合作，希望他們能如期完成計(jì)劃，在未來(lái)幾年內(nèi)，完成 HT-PEMFC的開(kāi)發(fā)，并把產(chǎn)品成功推向市場(chǎng)，以有效減少碳排放，緩解溫室效應(yīng)帶來(lái)的困擾。目前，相關(guān)合作方正在研發(fā) HT-PEMFC，并且為電池的商業(yè)化做準(zhǔn)備工作。