由于內燃機有毒排放物造成的有害影響，車(chē)輛相關(guān)技術(shù)對清潔能源的需求每天都在增加?，F有環(huán)保車(chē)輛中使用的技術(shù)隨著(zhù)時(shí)間的推移而發(fā)展。本文將討論電動(dòng)汽車(chē)和氫能汽車(chē)、它們的類(lèi)型、氫能和電動(dòng)汽車(chē)之間的比較、最近的研究、前景以及氫能汽車(chē)是否會(huì )取代電動(dòng)汽車(chē)。

什么是氫燃料汽車(chē)？

使用氫燃料的各種車(chē)輛統稱(chēng)為氫燃料汽車(chē)。這些汽車(chē)可以使用內燃機、燃氣渦輪發(fā)動(dòng)機或氫燃料電池作為推進(jìn)系統。

通常使用兩種類(lèi)型的氫動(dòng)力發(fā)動(dòng)機：一種使用氫氣代替汽油或天然氣的傳統內燃機，另一種使用氫燃料電池。

與加油站類(lèi)似，氫燃料汽車(chē)也有加氫站。蒸汽-甲烷重整是一種生產(chǎn)氫氣的過(guò)程，然后將氫氣儲存在加氫站中。

什么是電動(dòng)汽車(chē)？

電動(dòng)汽車(chē)由使用電能的電動(dòng)機而不是內燃機驅動(dòng)，并且沒(méi)有燃料箱。 依靠電池供電的電動(dòng)汽車(chē)被歸類(lèi)為電池電動(dòng)汽車(chē)（BEV）。還有其他類(lèi)似的技術(shù)，例如插電式混合動(dòng)力電動(dòng)汽車(chē) (PHEV)。

氫燃料汽車(chē)的類(lèi)型

使用傳統的內燃機

工程解決方案旨在優(yōu)化氫氣-空氣混合物的燃燒、開(kāi)發(fā)電源系統并減少爆炸危險。 這個(gè)概念還沒(méi)有被廣泛采用。此外，這樣的車(chē)輛的操作是不安全的并且需要非常高的成本。

使用燃料電池

燃料電池氫燃料汽車(chē)與電動(dòng)汽車(chē)基本相似。不同之處在于，在傳統的電動(dòng)汽車(chē)中，電池是從外部來(lái)源充電的，而在氫燃料汽車(chē)中，電力是不斷從燃料電池中汲取的。 氫發(fā)動(dòng)機有兩個(gè)腔室（用于陽(yáng)極和陰極），由涂有稀土金屬的膜隔開(kāi)，用作催化劑。 由于水解反應，陽(yáng)極室中的氫氣與陰極中大氣中的氧氣結合，變成水蒸氣。 這個(gè)過(guò)程伴隨著(zhù)自由電子的釋放，這些電子進(jìn)入汽車(chē)的電網(wǎng)，提供動(dòng)力。 大多數氫燃料汽車(chē)使用稱(chēng)為燃料電池電動(dòng)汽車(chē) (FCEV) 的燃料電池技術(shù)。

氫能汽車(chē)與電池電動(dòng)汽車(chē) (BEV) 的比較

電池電動(dòng)汽車(chē)具有建立在已經(jīng)廣泛的電網(wǎng)基礎設施上的顯著(zhù)優(yōu)勢，這意味著(zhù)世界上幾乎每個(gè)電源插座都可以用作充電站。

另一方面，燃料電池電動(dòng)汽車(chē)面臨著(zhù)從頭開(kāi)始開(kāi)發(fā)全新基礎設施的挑戰。 對于純電動(dòng)汽車(chē)而言，開(kāi)發(fā)更傳統的快速充電站是唯一的障礙。雖然這不是一個(gè)微不足道的問(wèn)題，但它比建立一個(gè)新的氫氣制造、運輸、儲存和分銷(xiāo)產(chǎn)業(yè)要簡(jiǎn)單得多。

此外，電力儲存在氫燃料電池電動(dòng)汽車(chē)的電池中。因此，兩者之間有很多相似之處。如果電池電動(dòng)汽車(chē)因電池供電系統的局限性和缺陷而受到批評，那么同樣的批評也適用于氫燃料電池電動(dòng)汽車(chē)。

汽車(chē)制造商首選的技術(shù)

汽車(chē)行業(yè)尚未就如何消除汽車(chē)尾氣達成共識。大多數制造商更喜歡電池電動(dòng)汽車(chē)，但少數制造商堅持試圖使燃料電池氫動(dòng)力系統成功運行。

豐田、現代和通用汽車(chē)最不愿意放棄氫技術(shù)，氫技術(shù)可以實(shí)現零排放，但效率遠低于 BEV。 燃料電池電動(dòng)汽車(chē)在引發(fā)公眾反應方面相對不成功。

基礎設施似乎是主要障礙；盡管使用了燃料電池，但電動(dòng)汽車(chē)在其整個(gè)能量循環(huán)中的整體效率大大降低。 大多數電動(dòng)汽車(chē)的夜間充電發(fā)生在司機的房子里，盡管氫燃料電池汽車(chē)并非如此。

即使燃料電池電動(dòng)汽車(chē)仍然在商用卡車(chē)市場(chǎng)上占有一席之地，但最近的研究對其可行性提出了質(zhì)疑。

氫能源汽車(chē)的未來(lái)

Nature Electronics 最近于 2022 年 1 月發(fā)表的一項研究表明，燃料電池電動(dòng)汽車(chē)技術(shù)在未來(lái)不會(huì )在可持續道路運輸中發(fā)揮重要作用。

盡管某些制造商聲稱(chēng)他們將在未來(lái)幾年內推出燃料電池電動(dòng)汽車(chē)，但該行業(yè)已逐漸轉向電池電動(dòng)汽車(chē)。

根據研究結果，由于電池技術(shù)的最新發(fā)展和電池電動(dòng)卡車(chē)的新兆瓦充電標準，預計下一代電動(dòng)卡車(chē)的市場(chǎng)份額將超過(guò)燃料電池氫汽車(chē)。