氫燃料汽車(chē)才是未來(lái)最好的解決方式嗎？

自從1886年第一輛汽車(chē)誕生以來(lái)，它給人們的生活和工作帶來(lái)了極大的便利．并經(jīng)發(fā)展成為近現(xiàn)代物質(zhì)文明的支柱之一。但是，我們也應(yīng)該看到，在汽車(chē)產(chǎn)業(yè)高速發(fā)展的同時(shí)，汽車(chē)也帶來(lái)尾氣污染。

燃油汽車(chē)尾氣中排放的污染物主要有一氧化碳（CO)、碳?xì)浠衔?HC)、氮氧化合物(NOX）以及對(duì)人體產(chǎn)生傷害的固體顆粒物，尤其是含鉛汽油，對(duì)人體的危害更大。鉛在廢氣中呈微粒狀態(tài)，隨風(fēng)擴(kuò)散，人長(zhǎng)期吸入會(huì)產(chǎn)生鉛中毒，引發(fā)癌癥等。當(dāng)然現(xiàn)在絕大部分國(guó)家已經(jīng)禁止含鉛汽油的生產(chǎn)與銷(xiāo)售。

汽油主要由碳和氫組成，汽油正常燃燒時(shí)生成二氧化碳、水蒸氣和過(guò)量的氧等物質(zhì)。就算正常燃燒后的二氧化碳，也正是溫室效應(yīng)的元兇之一，更且因?yàn)槿剂现泻衅渌s質(zhì)和添加劑，且燃料常常不能完全燃燒，其中HC,CO,NOX以及顆粒物就是沒(méi)有燃燒徹底，或者催化劑反應(yīng)不全的有害物質(zhì)。

據(jù)國(guó)家環(huán)?？偩痔峁┑臄?shù)據(jù)，我國(guó)機(jī)動(dòng)車(chē)年消耗油料4500萬(wàn)噸，尾氣排放除產(chǎn)生CO、碳?xì)浠衔锖偷趸锿猓裼蛙?chē)還排放有致癌作用的細(xì)微顆粒物，如PM2.5等。預(yù)計(jì)到2020年，CO和氮氧化物的排放量將分別達(dá)到8 000萬(wàn)噸和900萬(wàn)噸，與60年代美國(guó)光化學(xué)煙霧時(shí)的污染水平相當(dāng)。

所以現(xiàn)在各大汽車(chē)廠家都在大力發(fā)展新能源汽車(chē)，其中又以電動(dòng)汽車(chē)為主，電動(dòng)汽車(chē)不像傳統(tǒng)燃油汽車(chē)排放有污染的尾氣，所以被稱(chēng)為綠色能源，低碳、環(huán)保。但是很多人會(huì)質(zhì)疑，電動(dòng)汽車(chē)的電能大部分是靠燃燒煤礦原料的火電站來(lái)獲得的。的確如此，但是有較好的解決方案。

如果電動(dòng)汽車(chē)的普及帶動(dòng)發(fā)電量的劇增，火電站可以投入大量的資金，設(shè)備來(lái)集中整治排放污染物，如CO2、NOx、CO顆粒物等，而燃油汽車(chē)分布在世界各地，是無(wú)法集中處理的，這一點(diǎn)是電動(dòng)汽車(chē)的優(yōu)勢(shì)，第二就是大力發(fā)展可再生能源獲取電能，如風(fēng)能，太陽(yáng)能等，如果使用可再生能源來(lái)獲取電能，就是真正意義上的綠色能源。

所以這兩者相加，靠火電站集中處理污染物之后獲取的電能加上不斷發(fā)展的可再生能源獲取的電能來(lái)驅(qū)動(dòng)汽車(chē)行駛是解決目前環(huán)境污染，以及石油等能源危機(jī)最好的方法。

新能源汽車(chē)中以純電動(dòng)汽車(chē)居多。如果要把電動(dòng)汽車(chē)全面推廣，不得不考慮如下問(wèn)題：

1、電池的續(xù)航問(wèn)題，電動(dòng)汽車(chē)的領(lǐng)跑者特斯拉Models 100D單次充滿(mǎn)電之后行駛了約1078公里，這款車(chē)打破了同款車(chē)型續(xù)航世界紀(jì)錄，雖然這項(xiàng)紀(jì)錄是在試驗(yàn)條件下完成的，但這對(duì)提高人們對(duì)電動(dòng)汽車(chē)?yán)m(xù)航能力的認(rèn)知有著重大的意義。

2、充電時(shí)間：因?yàn)閭鹘y(tǒng)的燃油汽車(chē)加滿(mǎn)一箱油的時(shí)間就5分鐘左右，然而目前的快速充電樁都是安裝在公共場(chǎng)合，使用380V的充電器，也要在1-2小時(shí)左右只充上50%-60%的電量，想做到5分鐘之內(nèi)充滿(mǎn)80%的電量是不現(xiàn)實(shí)的，電池組均衡技術(shù)、電能的輸配技術(shù)、散熱技術(shù)目前就是瓶頸，無(wú)法做到。這一點(diǎn)是很多顧客不選擇充電式電動(dòng)車(chē)的原因。

3、充電站普及，當(dāng)然這一點(diǎn)可以依靠國(guó)力來(lái)解決。其中第二個(gè)問(wèn)題，目前大多數(shù)鋰電池電動(dòng)汽車(chē)無(wú)法解決，是制約常規(guī)電動(dòng)汽車(chē)發(fā)展的瓶頸，但是燃料電池技術(shù)就很好的解決了此問(wèn)題。

例如豐田，豐田采用的一套燃料電池技術(shù)，雖然也是帶著“電池”兩個(gè)字，但其實(shí)它不是能充放電的普通電池，而是一套發(fā)電設(shè)備，此燃料電池的燃料—?dú)?。化學(xué)課中，大家都知道，單獨(dú)的氫原子是非常強(qiáng)的還原劑，自然界中只有在極端環(huán)境中才會(huì)存在被電離的單獨(dú)的氫原子，而兩個(gè)氫元素結(jié)合在一起便成了氫氣，這種穩(wěn)定的物質(zhì)才能當(dāng)做燃料。

在傳統(tǒng)的認(rèn)知中，氫氣與氧氣能夠發(fā)生劇烈化學(xué)反應(yīng)—燃燒，并生成唯一的產(chǎn)物水，其中釋放出大量的熱量。這就是氫內(nèi)燃機(jī)的工作原理，但由氫能轉(zhuǎn)化成熱能的方式，不僅能源轉(zhuǎn)換效率低，氫燃料很快耗盡，而且安全性方面也很難保證。

那么，豐田是如何做到兼顧安全，同時(shí)提高能效的呢？那便是在一個(gè)完全不產(chǎn)生任何“燃燒”的可控的化學(xué)反應(yīng)過(guò)程中，將氫能轉(zhuǎn)化成電能。將氫氣作為還原劑，而空氣中的氧則承擔(dān)了氧化劑，氫氣將電子釋放給氧氣，生成唯一的產(chǎn)物水。這樣一來(lái)，魚(yú)和熊掌終能兼得了。

而在這個(gè)過(guò)程中，電子發(fā)生了轉(zhuǎn)移，而這種轉(zhuǎn)移就是我們所說(shuō)的電流，有了電流就可以驅(qū)動(dòng)電動(dòng)機(jī)產(chǎn)生動(dòng)力。

豐田從1992年就開(kāi)始研究這套燃料電池的技術(shù)，在進(jìn)行了不斷的研發(fā)和改進(jìn)后，豐田的燃料電池的發(fā)電效率到達(dá)了業(yè)界頂峰，并與2014年生產(chǎn)出真正能夠量產(chǎn)和實(shí)用化的燃料電池汽車(chē)—MIRAI，而它也成為全世界第一款量產(chǎn)的燃料電池汽車(chē)。

MIRAI采用了創(chuàng)新的氫能源，相比傳統(tǒng)的依靠充電的純電動(dòng)汽車(chē)來(lái)說(shuō)，MIRAI最大優(yōu)勢(shì)就是自己發(fā)電，而且補(bǔ)充氫氣與加油一樣方便，只需要3分鐘便可以充滿(mǎn)，充滿(mǎn)一次可以行駛650公里。這就很好的解決了鋰電池電動(dòng)汽車(chē)充電時(shí)間慢的技術(shù)難題。

今年10月份全新奔馳Ener-G-Force 概念車(chē)將采用氫氣作為燃料，借助 “hydro-tech converter”可再生資源轉(zhuǎn)換技術(shù)，將水轉(zhuǎn)化為氫燃料，進(jìn)而轉(zhuǎn)換為能量?jī)?chǔ)存至氫燃料電池中，我暫把這種技術(shù)作為氫燃料電池的升級(jí)版。

因?yàn)樗詭мD(zhuǎn)化裝置，車(chē)頂部裝備有蓄水池，可將再生水轉(zhuǎn)化為氫燃料，并轉(zhuǎn)換為能量存儲(chǔ)至氫燃料電池組中。車(chē)輛通過(guò)動(dòng)力強(qiáng)勁的四個(gè)電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)，續(xù)航里程可達(dá)到約800公里。

小結(jié)

不過(guò)，最關(guān)鍵的問(wèn)題是，氫燃料汽車(chē)還有多久量產(chǎn)？能否量產(chǎn)？要知道燃料電池車(chē)是新能源汽車(chē)?yán)锇l(fā)展最慢的一類(lèi)。像通用和本田這樣的車(chē)企間的聯(lián)盟，他們?cè)谕苿?dòng)燃料電池車(chē)的發(fā)展上應(yīng)該會(huì)起非常重要的作用。無(wú)論是歐洲還是日本、韓國(guó)、美國(guó)，都紛紛把燃料電池車(chē)發(fā)展的目標(biāo)制訂出來(lái)，特別是基礎(chǔ)設(shè)施——加氫站的建設(shè)目標(biāo)也有非常好的規(guī)劃。

2015 年，德國(guó)加氫站的分布非常稀疏，到 2020 年便要開(kāi)始成片，他們計(jì)劃到 2030 年整個(gè)德國(guó)加氫設(shè)施要連成非常完整的網(wǎng)絡(luò)，大概有 1000 多座加氫站要建立起來(lái)。所以氫燃料電池汽車(chē)量產(chǎn)或許只是時(shí)間的問(wèn)題。