一文帶你了解氫燃料電池汽車

1  什么是氫燃料電池汽車？

   

氫燃料電池汽車（簡(jiǎn)稱HFCV）使用與電動(dòng)汽車相同的電動(dòng)機(jī)來(lái)驅(qū)動(dòng)車輪，但它不是由一個(gè)大而重的動(dòng)力電池供電，而是由一個(gè)燃料電池堆供電，在這個(gè)燃料電池堆中，純氫（H2）穿過(guò)一層膜，與空氣中的氧氣（O2）結(jié)合，產(chǎn)生轉(zhuǎn)動(dòng)車輪的電力和水蒸氣。排放產(chǎn)物無(wú)污染，并且可再生，是目前公認(rèn)的最清潔的新能源汽車之一。

氫氣在這里實(shí)際上不是一種燃料，而是一種能量載體。氫燃料電池汽車司機(jī)在“加氫站”為車輛的碳纖維高壓儲(chǔ)氫罐加氫，在概念上與加油站加注燃油非常相似，一般也只有只有五分鐘。

2  氫燃料電池汽車的優(yōu)點(diǎn)有哪些呢？

1.可再生且隨時(shí)可用

氫是宇宙中最豐富的元素，盡管從水中提取氫面臨著挑戰(zhàn)，但氫是一種獨(dú)特的豐富的可再生能源，非常適合我們未來(lái)對(duì)的零碳需求。

2.氫是支持零碳能源戰(zhàn)略的清潔靈活的能源來(lái)源

氫燃料電池是一種清潔的能源，在運(yùn)行過(guò)程中不會(huì)對(duì)環(huán)境造成不利影響，因?yàn)槠涓碑a(chǎn)品只是熱和水。與生物燃料或水力發(fā)電不同，氫不需要大片土地來(lái)生產(chǎn)。

3.比化石燃料能量密度更高

氫燃料電池技術(shù)可提供高密度的能源。按重量計(jì)算，氫的能量含量是所有常見(jiàn)燃料中最高的。高壓氣態(tài)氫和液態(tài)氫的能量密度（約 120 兆焦耳/千克）是柴油和液化天然氣的三倍，體積能量密度與天然氣相似。 

 

4.與其他能源相比效率高

氫燃料電池比許多其他能源（包括許多綠色能源解決方案）更高效。這種燃料效率可使單位重量燃料產(chǎn)生更多能量。例如，傳統(tǒng)燃燒發(fā)電廠的發(fā)電效率為 33-35%，而氫燃料電池的發(fā)電效率高達(dá) 65%。

5.幾乎零排放

氫燃料電池不會(huì)像化石燃料那樣產(chǎn)生溫室氣體排放，從而減少污染，改善空氣質(zhì)量。

6.快速充電時(shí)間

氫燃料電池動(dòng)力裝置的充電時(shí)間非常快，與傳統(tǒng)內(nèi)燃機(jī)汽車（ICE）的充電時(shí)間相近，與電池驅(qū)動(dòng)的電動(dòng)汽車相比則明顯更快。電動(dòng)汽車充電需要 30 分鐘至數(shù)小時(shí)，而氫燃料電池充電時(shí)間不到 5 分鐘。這種快速充電時(shí)間意味著氫動(dòng)力汽車具有與傳統(tǒng)汽車相同的靈活性。

7.無(wú)噪聲污染

氫燃料電池不會(huì)像風(fēng)能等其他可再生能源一樣產(chǎn)生噪音污染。這也意味著，與電動(dòng)汽車一樣，氫動(dòng)力汽車比使用傳統(tǒng)內(nèi)燃機(jī)的汽車安靜得多。

8.續(xù)航里程長(zhǎng)

氫燃料電池在使用時(shí)間方面效率更高。氫能汽車的續(xù)航里程與使用化石燃料的汽車相同。這比目前電動(dòng)汽車（EV）的續(xù)航里程更長(zhǎng)，而電動(dòng)汽車正越來(lái)越多地采用燃料電池動(dòng)力裝置作為 "增程器"。氫燃料電池也不會(huì)受到外界溫度的明顯影響，不會(huì)像電動(dòng)汽車那樣在寒冷的天氣中里程打折。

3  氫燃料電池汽車的面臨的挑戰(zhàn)有哪些呢？

氫燃料電池具有有許多優(yōu)點(diǎn)，包括高能量密度、零排放和運(yùn)行噪聲低等。然而它也有以下幾個(gè)核心缺點(diǎn)制約著它的大規(guī)模應(yīng)用：

1.氫氣生產(chǎn)：目前，大多數(shù)氫氣是通過(guò)一種名為蒸汽甲烷重整（SMR）的過(guò)程從天然氣中產(chǎn)生的，該過(guò)程會(huì)排放溫室氣體二氧化碳，從而降低環(huán)境效益。其他方法，如電解水，可以使用可再生能源生產(chǎn)氫氣，看似過(guò)程簡(jiǎn)單，但這一過(guò)程的制備設(shè)備和工藝，目前成本非常高昂并且耗能高，目前僅占?xì)錃饪偖a(chǎn)量的5%左右。

2.儲(chǔ)存和運(yùn)輸：氫是最輕的元素，這意味著它的體積能量密度較低。儲(chǔ)存和運(yùn)輸氫氣可能具有挑戰(zhàn)性且成本高昂。它需要高壓或低溫儲(chǔ)罐，這增加了車輛或基礎(chǔ)設(shè)施的重量和復(fù)雜性。此外，由于氫氣的易燃性和容易泄露，并且氫氣對(duì)于儲(chǔ)存罐體有腐蝕作用(氫脆效應(yīng))，所以處理和儲(chǔ)存氫氣也存在安全問(wèn)題。

3.基礎(chǔ)設(shè)施：加氫站基礎(chǔ)設(shè)施仍然比較少，這是由于與汽油站或充電站相比，加氫站的投資更大。

4.成本：與傳統(tǒng)內(nèi)燃機(jī)甚至電池電動(dòng)汽車相比，氫燃料電池裝置本身仍然相對(duì)昂貴,所以在整車價(jià)格上仍然沒(méi)有優(yōu)勢(shì)。

5.耐久性和壽命：燃料電池是一種復(fù)雜的電化學(xué)裝置，其內(nèi)部催化材料容易隨著時(shí)間的推移而發(fā)生性能退化，在車輛使用壽命內(nèi)保持其效率和耐久性是一項(xiàng)技術(shù)挑戰(zhàn)。

所以解決以上這些缺點(diǎn)，對(duì)于氫燃料電池技術(shù)在未來(lái)的廣泛應(yīng)用至關(guān)重要。