到2020年歐洲范圍的法規要求車(chē)輛每行駛一公里的二氧化碳排放量控制在95克，只有那些利用可再生能源（風(fēng)能、太陽(yáng)能等）的增程混合動(dòng)力汽車(chē)和純電動(dòng)汽車(chē)能達到這樣的標準。

　　到2020年歐洲范圍的法規要求車(chē)輛每行駛一公里的二氧化碳排放量控制在95克，只有那些利用可再生能源（風(fēng)能、太陽(yáng)能等）的增程混合動(dòng)力汽車(chē)和純電動(dòng)汽車(chē)能達到這樣的標準。根據其他的研究發(fā)現，如果不增加可再生能源發(fā)電量的比例，唯一能夠滿(mǎn)足二氧化碳排放標準的車(chē)型是電池組驅動(dòng)的純電動(dòng)汽車(chē)，即便是電解過(guò)程（化學(xué)反應所需能量由供電電網(wǎng)或天然氣提供）生成的氫氣也超過(guò)該目標值。

　　理論上來(lái)說(shuō)通過(guò)使用可再生電能，增程混合動(dòng)力車(chē)型在純電動(dòng)模式下，續航里程超過(guò)64公里就能夠滿(mǎn)足二氧化碳排放標準；而純電動(dòng)模式下的驅動(dòng)方式，可以從電池組供能和氫氣燃料電池驅動(dòng)系統中進(jìn)行選擇。包括豐田在內的多家汽車(chē)制造廠(chǎng)商都已經(jīng)開(kāi)始投入純電動(dòng)汽車(chē)研發(fā)中，其中電池組驅動(dòng)的純電動(dòng)汽車(chē)是短距離出行最合適的方式，而燃料電池電動(dòng)汽車(chē)更適合于單次較長(cháng)的行駛距離。

　　不論電池組驅動(dòng)的純電動(dòng)汽車(chē)，還是燃料電池電動(dòng)汽車(chē)，都存在成本和耐久性挑戰，依然需要突破性的革新技術(shù)早日出現。主要的技術(shù)難點(diǎn)包括以下幾點(diǎn)。

　　雖然工程師們在鋰離子電池組上花費了大量的研究和開(kāi)發(fā)精力，但是比能明顯超過(guò)0.25千瓦時(shí)/千克的電池系統至今都沒(méi)能實(shí)現。因此對于中型車(chē)市場(chǎng)而言，基于鋰離子電池組驅動(dòng)的純電動(dòng)汽車(chē)單次充電續航里程超過(guò)300公里暫時(shí)還沒(méi)有理論可能，即便有相關(guān)產(chǎn)品問(wèn)世，價(jià)格也是一般消費者難以承受得起的。

　　以鋰作為基礎的鋰/空氣或者鋰/氧氣電池系統，目前缺乏穩定的電極組件和電解質(zhì)材料，無(wú)法保證在充放電循環(huán)過(guò)程中氧氣的再生還原率達到100%。所以未來(lái)的基礎研究和材料開(kāi)發(fā)中，要對鋰/氧氣電池的可行性展開(kāi)進(jìn)一步的驗證。如果實(shí)用性得到確認，批量化生產(chǎn)的鋰/氧氣電池系統比能將有所提升，但是相比于傳統鋰離子電池組（使用硅/碳合成陽(yáng)極和HE-NMC、NMC811、NCA陰極），優(yōu)化程度最多達到1.5倍。

　　鋰/硫電池組很難獲得理想的比重能量密度，近些年汽車(chē)工業(yè)的理念開(kāi)始改變，越來(lái)越重視比體積能量密度，而不是單純的比重能量密度。無(wú)論采用何種電極材料，鋰/硫電池組可達到的比體積能量密度都大幅度低于傳統鋰離子電池組。為了使得電池單元的比重能量密度具有競爭力，鋰/硫電池組需要相當大的表面積容量（大于4毫安時(shí)/平方厘米）和非常高的陰極硫含量（大于60%）。這種使用硅陽(yáng)極的鋰/硫電池組單元比能量密度達到350到400瓦時(shí)/千克，最高效能是傳統鋰離子電池組的1.3倍。

　　在比體積能量密度方面，鋰/硫電池組單元完全比不上傳統鋰離子電池組。但是考慮成本因素，鋰/硫電池組可能有一定優(yōu)勢，因為提高生命周期和安全性的附加部件(擴散膜等)價(jià)格相對較低。如果固體電解質(zhì)界面膜被研發(fā)出來(lái)阻止電解液的持續消耗，應用硅材料取代金屬鋰作為陽(yáng)極材料，將有可能提高能量密度和延長(cháng)生命周期。鋰/硫電池組的硅陽(yáng)極依然是一個(gè)開(kāi)放性問(wèn)題，涉及到怎樣與鋰相兼容，方法包括工業(yè)可行的預處理鋰化工藝，或者用硫化鋰代替硫陰極。

　　在過(guò)去的十年中，氫氣燃料電池得到了非常大的進(jìn)步。陰極高活性催化劑理念正將每輛燃料電池汽車(chē)的鉑金使用量縮減到10克以下。脫合金化技術(shù)加工的新類(lèi)型鉑/鋁催化劑展示了出色的電壓循環(huán)穩定性，達到美國能源部設定的標準。現在的挑戰是把先進(jìn)的催化劑理念與高耐久性載體材料結合到一起，以便確保在整個(gè)汽車(chē)使用期限內燃料電池的性能表現。除此之外，低鉑金負載造成的質(zhì)量傳輸損失還需要得到更詳細的理解，從而更好地降低損失量。燃料電池介質(zhì)膜面臨的最主要挑戰是，發(fā)掘那些適用于高工作溫度和相對低濕度環(huán)境下的材料，幫助簡(jiǎn)化系統設計、提高排熱效率以及減小空氣壓縮機的能量損失。

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