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由于內(nèi)燃機(jī)有毒排放物造成的有害影響，車輛相關(guān)技術(shù)對(duì)清潔能源的需求每天都在增加。現(xiàn)有環(huán)保車輛中使用的技術(shù)隨著時(shí)間的推移而發(fā)展。本文將討論電動(dòng)汽車和氫能汽車、它們的類型、氫能和電動(dòng)汽車之間的比較、最近的研究、前景以及氫能汽車是否會(huì)取代電動(dòng)汽車。


什么是氫燃料汽車？

使用氫燃料的各種車輛統(tǒng)稱為氫燃料汽車。這些汽車可以使用內(nèi)燃機(jī)、燃?xì)鉁u輪發(fā)動(dòng)機(jī)或氫燃料電池作為推進(jìn)系統(tǒng)。

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

與加油站類似，氫燃料汽車也有加氫站。蒸汽-甲烷重整是一種生產(chǎn)氫氣的過程，然后將氫氣儲(chǔ)存在加氫站中。

什么是電動(dòng)汽車？

電動(dòng)汽車由使用電能的電動(dòng)機(jī)而不是內(nèi)燃機(jī)驅(qū)動(dòng)，并且沒有燃料箱。 依靠電池供電的電動(dòng)汽車被歸類為電池電動(dòng)汽車（BEV）。還有其他類似的技術(shù)，例如插電式混合動(dòng)力電動(dòng)汽車 (PHEV)。

使用傳統(tǒng)的內(nèi)燃機(jī)

工程解決方案旨在優(yōu)化氫氣-空氣混合物的燃燒、開發(fā)電源系統(tǒng)并減少爆炸危險(xiǎn)。 這個(gè)概念還沒有被廣泛采用。此外，這樣的車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與電動(dòng)汽車基本相似。不同之處在于，在傳統(tǒng)的電動(dòng)汽車中，電池是從外部來源充電的，而在氫燃料汽車中，電力是不斷從燃料電池中汲取的。 氫發(fā)動(dòng)機(jī)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，用作催化劑。 由于水解反應(yīng)，陽(yáng)極室中的氫氣與陰極中大氣中的氧氣結(jié)合，變成水蒸氣。 這個(gè)過程伴隨著自由電子的釋放，這些電子進(jìn)入汽車的電網(wǎng)，提供動(dòng)力。 大多數(shù)氫燃料汽車使用稱為燃料電池電動(dòng)汽車 (FCEV) 的燃料電池技術(shù)。

氫能汽車與電池電動(dòng)汽車 (BEV) 的比較

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

另一方面，燃料電池電動(dòng)汽車面臨著從頭開始開發(fā)全新基礎(chǔ)設(shè)施的挑戰(zhàn)。 對(duì)于純電動(dòng)汽車而言，開發(fā)更傳統(tǒng)的快速充電站是唯一的障礙。雖然這不是一個(gè)微不足道的問題，但它比建立一個(gè)新的氫氣制造、運(yùn)輸、儲(chǔ)存和分銷產(chǎn)業(yè)要簡(jiǎn)單得多。

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

汽車制造商首選的技術(shù)

汽車行業(yè)尚未就如何消除汽車尾氣達(dá)成共識(shí)。大多數(shù)制造商更喜歡電池電動(dòng)汽車，但少數(shù)制造商堅(jiān)持試圖使燃料電池氫動(dòng)力系統(tǒng)成功運(yùn)行。

豐田、現(xiàn)代和通用汽車最不愿意放棄氫技術(shù)，氫技術(shù)可以實(shí)現(xiàn)零排放，但效率遠(yuǎn)低于 BEV。 燃料電池電動(dòng)汽車在引發(fā)公眾反應(yīng)方面相對(duì)不成功。

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

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

氫能源汽車的未來

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

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

根據(jù)研究結(jié)果，由于電池技術(shù)的最新發(fā)展和電池電動(dòng)卡車的新兆瓦充電標(biāo)準(zhǔn)，預(yù)計(jì)下一代電動(dòng)卡車的市場(chǎng)份額將超過燃料電池氫汽車。

原標(biāo)題：氫能汽車會(huì)取代電動(dòng)汽車嗎？