氢动力汽车会取代电动汽车吗?

什么是氢动力汽车?

使用氢燃料的各种汽车统称为氢汽车。这些汽车可以使用内燃机、燃气涡轮发动机或氢燃料电池作为推进系统。

通常使用两种氢动力发动机:一种是传统的内燃机，使用氢气代替汽油或天然气，另一种使用氢燃料电池。

与加油站类似，氢燃料汽车也有加氢站。蒸汽-甲烷重整是生产氢气的过程，然后储存在加氢站。

什么是电动汽车?

电动汽车由使用电能的电动机代替内燃机提供动力，而且没有油箱。

依靠电池提供动力的电动汽车被归类为电池电动汽车(bev)。还有其他类似的技术，如插电式混合动力汽车(phev)。

氢燃料汽车的种类

使用传统IC发动机

工程解决方案旨在优化氢-空气混合物的燃烧，开发一个电源供应系统，并减少爆炸危险。

这个概念还没有被广泛采用。此外，这种车辆的操作是不安全的，需要很高的费用。

使用燃料电池

燃料电池氢动力汽车从根本上与电动汽车相似。不同的是，在传统的电动汽车中，电池是通过外部电源充电的，而在氢燃料汽车中，电力是通过燃料电池持续获取的。

氢发动机有两个室(用于阳极和阴极)，由一层涂有稀土金属作为催化剂的膜隔开。

由于水解反应的结果，阳极室中的氢气与阴极中大气空气中的氧气结合，变成水蒸气。

这一过程伴随着自由电子的释放，电子进入汽车的电网，提供电力。

大多数氢燃料汽车使用燃料电池技术，称为燃料电池电动汽车(FCEVs)。

氢燃料汽车与纯电动汽车的比较

纯电动汽车有一个显著的优势，那就是建立在已经广泛的电网基础设施上，这意味着世界上几乎每一个电源插座都可以作为充电站使用。

另一方面，燃料电池电动汽车面临的挑战是从头开始开发一个全新的基础设施。

对于纯电动汽车来说，开发更传统的快速充电站是唯一的障碍。虽然这不是一个微不足道的问题，但它比建立一个新的氢制造、运输、储存和分配产业要简单得多。

此外，电力储存在氢燃料电池电动汽车的电池中。因此，两者之间有很多相似之处。如果说纯电动汽车因电池动力系统的局限性和缺点而受到批评，那么氢燃料电池电动汽车也同样受到批评。

汽车制造商首选的技术

汽车行业尚未就如何消除汽车尾气排放达成共识。大多数制造商更喜欢纯电动汽车，但少数人坚持尝试让燃料电池氢动力系统成功运行。

丰田、现代和通用汽车最不愿意放弃氢技术，氢技术可以实现零排放，但效率远低于纯电动汽车。

燃料电池电动汽车在引发公众反应方面相对不成功。基础设施似乎是主要障碍;尽管有燃料电池，但电动汽车在整个能源周期的整体效率要低得多。

虽然氢燃料电池汽车不是这样，但大多数电动汽车的夜间充电都是在司机的家里进行的。即使燃料电池电动汽车仍有机会进入商用卡车市场，但最近的研究对其可行性提出了质疑。

氢燃料汽车的未来

最近的一项研究发表于2022年1月电子性质表明燃料电池电动汽车技术将不会在未来的可持续道路运输中发挥主要作用。

尽管某些制造商声称他们将在未来几年内推出燃料电池电动汽车，但该行业已逐渐转向纯电动汽车。

根据研究结果，由于最近电池技术的发展和新的电池-电动卡车的兆瓦充电标准，下一代电动卡车的市场份额预计将超过燃料电池氢燃料汽车。

参考资料及进一步阅读

兰伯特,f (2022)研究证实了多年来的常识:氢燃料电池无法赶上纯电动汽车．(在线)Electrek。可以在:https://electrek.co/2022/02/15/study-hydrogen-fuel-cells-cannot-catch-up-battery-electric-vehicles/[2022年7月22日访问]。

Plötz, P.(2022)氢技术不太可能在可持续道路运输中发挥主要作用。电子性质5(1), 8 - 10。https://www.nature.com/articles/s41928-021-00706-6

Wilberforce, T.， El-Hassan, Z.， Khatib, F. N.， Al Makky, A.， Baroutaji, A.， Carton, J. G， & Olabi, A.(2017)电动汽车和燃料电池氢电动汽车的发展。国际氢能杂志42(40), 25695 - 25734。https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S036031991732791X

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