氫動(dòng)力汽車的原理并不復(fù)雜——通過(guò)燃料電池把氫能轉(zhuǎn)換成電能驅(qū)動(dòng)汽車。氫燃料電池的驅(qū)動(dòng)效率很高，例如本田公司生產(chǎn)的氫動(dòng)力汽車FCXClarity，燃料效率是傳統(tǒng)汽油動(dòng)力車的3倍，是油電混合車的2倍。FCXClarity使用一組鋰電池作為輔助動(dòng)力，加滿一缸氫燃料可以行駛434公里，相當(dāng)于每升氫燃料行駛31公里，最高時(shí)速可達(dá)160公里。由于氫氣所具有的清潔、無(wú)污染、效率高、質(zhì)量輕等特點(diǎn)，所以氫動(dòng)力汽車在經(jīng)濟(jì)性、適應(yīng)性和環(huán)保性等多方面均有良好的前景。
氫能汽車所展現(xiàn)出的光明前途和無(wú)限潛力，使世界各國(guó)紛紛在汽車工業(yè)標(biāo)準(zhǔn)和立法上為氫動(dòng)力汽車的創(chuàng)新完善和推廣應(yīng)用創(chuàng)造條件。
雖然氫動(dòng)力汽車具備許多優(yōu)點(diǎn)，但目前還有不少制約因素影響其實(shí)用性和商業(yè)化。
一是成本問(wèn)題。氫氣在大氣中的含量很低，主要以化合物狀態(tài)存在于水、石油、煤、天然氣以及各種生物組織中。目前工業(yè)上廣泛采用紅熱的碳與水蒸氣反應(yīng)、天然氣和石油加工工業(yè)中的甲烷與水蒸氣反應(yīng)、高溫分解甲烷、電解水等方法生產(chǎn)氫氣，也可通過(guò)太陽(yáng)能或風(fēng)能分解水、利用細(xì)菌分解農(nóng)作物秸稈和有機(jī)廢水得到。獲取大量高純度氫氣需要繁瑣昂貴的工藝，因此提煉高純度液氫的高成本成為目前影響氫動(dòng)力汽車推廣的主要障礙之一。
中國(guó)及美歐日等國(guó)在這一領(lǐng)域進(jìn)行了大量的科研投入，在廉價(jià)提取大量高純度氫的工藝上取得重大進(jìn)展。例如美國(guó)科學(xué)家最近發(fā)現(xiàn)，使用鎳、鋁、錫合金作為催化劑，可以從動(dòng)植物廢料中大量提取氫氣，從而使氫能源成本進(jìn)一步下降。相信隨著石油產(chǎn)量的不斷減少、價(jià)格的不斷上升，再加上污染成本和治理環(huán)境的成本，氫能源的優(yōu)勢(shì)遲早會(huì)凸顯。
二是氫氣的儲(chǔ)存問(wèn)題。氫對(duì)貯存條件要求很嚴(yán)格，主要有高壓氣態(tài)、低溫液態(tài)兩種貯存方法。較之其他燃料，氫的單位能量所占體積非常大，貯存設(shè)備的巨大體積給運(yùn)輸造成不便。如何有效地儲(chǔ)存和運(yùn)輸氫氣是一項(xiàng)復(fù)雜技術(shù)。燃料電池車攜帶氫常用以下三種方式：壓縮后存儲(chǔ)在高壓容器中、液化后存儲(chǔ)在絕熱容器中、用某些金屬或合金吸附或化合后加以存儲(chǔ)。以上三種儲(chǔ)氫方法都有試驗(yàn)樣車，例如邁阿密汽車使用壓縮氫氣，加利福尼亞公共汽車使用氫化物儲(chǔ)存，德國(guó)的一些示范公共汽車使用液氫。目前許多國(guó)家的實(shí)驗(yàn)室將主要精力放在尋找新型儲(chǔ)氫材料上，這方面的主要進(jìn)展有：1.利用鈦納米微粒作為貯氫材料，儲(chǔ)氫量可達(dá)本身質(zhì)量的7%；2.利用含鈦的乙烯聚合物貯氫，儲(chǔ)氫量為本身質(zhì)量的12%；3.含氧化鋅的有機(jī)框架類化合物在高壓下可以像海綿一樣吸收氫，減壓后釋放氫。
此外，氫動(dòng)力汽車進(jìn)行燃料補(bǔ)給的“加氫站”建設(shè)投入大、不成體系，無(wú)法為其長(zhǎng)時(shí)間遠(yuǎn)距離運(yùn)行提供保障，也成為影響氫動(dòng)力汽車發(fā)展的因素。
氫動(dòng)力汽車雖然已經(jīng)推出，但要想盡快產(chǎn)業(yè)化應(yīng)用還有很多困難要克服，這需要政府部門、能源公司、汽車制造廠商、消費(fèi)者等社會(huì)各界的共同關(guān)注與支持。
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