氢燃料电池汽车是如何工作的？

目前的替代方案还不多，但在石油储量枯竭之后，氢燃料电池汽车可能成为未来出行的解决方案之一。以下是帮助你了解未来汽车工作原理的几个要点。

最近，氢能似乎因电动汽车的快速发展而有所失色。但Hyundai Nexo与Toyota Mirai都已表明——其他车型此前也曾证明——氢燃料电池汽车是可行的。

这项技术已经存在，而且确实可以运行。目前完全有能力将可用氢气驱动的汽车投入市场，这将一举解决纯电动汽车续航有限、充电时间过长的问题。问题在哪里？目前最主要的障碍是基础设施不足。

已有研究表明，现有的加油站完全可以改造为未来的“加氢站”，即可以为车辆加注氢气的服务站。现在只差相关部门的支持。一切终将到来……

那么：氢燃料电池汽车究竟是什么，它又是如何工作的？让我们来看看这项技术的几个关键点。

燃料电池：在车上发电

氢燃料电池汽车车上装有一个“燃料电池”，负责将储存在车载储氢罐中的氢气与空气中的氧气结合。电池内部发生的化学反应有点像逆向电解：该过程的产物是电能，用于驱动车辆的电动机，另一产物是水蒸气。

事实上，氢燃料电池汽车从排气管排出的唯一物质就是水蒸气。这里有一个很有说服力的演示：游泳名将Mireia Belmonte挑战在一个气泡中呼吸一辆现代Nexo排气管排出的气体。

氢燃料电池汽车与纯电动汽车的对比

氢燃料电池汽车相较于纯电动汽车的主要优势在于续航里程和充能时间。不过在这里，更确切地说应该叫“加注”。你可以在这里看到氢燃料电池汽车如何加注。 操作与给汽油或柴油车加油相似：在专用加注机上大约需要3到5分钟。

根据储氢罐容量的不同，这类汽车的续航里程轻松超过500公里，此外还要加上电池在车辆接通电网充电后所能行驶的里程。事实上，氢燃料电池汽车也可以具备这一功能，就像插电式混合动力车一样，可以通过接入电网为电池充电。

氢燃料电池汽车的能耗如何？

目前，每公里的成本较高，因为氢气价格昂贵。未来的关键在于能否降低氢气的生产和供应成本。举例来说，以现有技术计，一辆氢燃料电池汽车在实际使用中每行驶100公里大约消耗1公斤氢气。而氢气的价格约为每公斤10至11欧元。中长期目标是将价格降低一半以上。

氢燃料电池汽车安全吗？

考虑到氢气作为燃料是一种不稳定且易爆的气体，人们有这样的疑虑是合理的。为了将其储存在储罐中并能够使用，可以采用约700巴的高压，或是零下273摄氏度的极低温。因此需要使用特殊的储罐。不过，目前已经有成熟的技术，能够在配备燃料电池的汽车上安全地储存和运输氢气。

以现代Nexo为例，它是第一款通过EuroNCAP碰撞测试的氢燃料电池汽车，并获得了最高评级。

我什么时候才能买到氢燃料电池汽车？

在积极推进这项技术的主要品牌中，有Mercedes和通用汽车。Audi也展示了可以在必要时以极小改动投入量产的原型车。Honda多年来一直引领潮流，其Honda FCX车型曾于2009年至2011年间小批量上市。当时，Mercedes和Opel原计划于2015年将氢燃料电池汽车推向市场，但最终推迟了计划。

如今，已经可以购买氢燃料电池汽车，例如Hyundai Nexo或Toyota Mirai。这两家厂商都已在我国市场上牌了一些车辆，但其存在感仅仅是象征性的。Renault也已在其商用车产品线中布局氢能。氢能技术，包括多样化的氢燃料车型以及完善的供应网络，有望在2030年前后开始变得重要。

氢气从哪里提取？

这也是氢燃料电池汽车的另一优势：所用燃料氢气在自然界中以游离状态存在，并可以从水中提取，因此资源十分丰富。制取方法是电解，这一过程成本高昂，并且需要电能。但如果制取所需的电力以及制氢过程能够采用太阳能、光伏电站或风能等可持续能源，这一方案就开始变得合理了。