氫燃料動(dòng)力電池汽車有多遠(yuǎn)

一些汽車工程師總是說氫是一種清潔燃料，氫燃料動(dòng)力電池汽車將成為汽車愛好者的新寵。然而，就目前而言，氫燃料動(dòng)力電池汽車的普及還很遙遠(yuǎn)。

氫燃料動(dòng)力電池是零排放的

氫不含碳，燃燒時(shí)不會出現(xiàn)以碳為基礎(chǔ)的溫室氣體，至少在發(fā)動(dòng)機(jī)內(nèi)部不會，這是汽油、柴油、煤油、天然氣和其他碳?xì)淙剂纤痪邆涞膬?yōu)勢，也是它作為一種運(yùn)輸能源的吸引力的一部分。即便如此，假如用空氣而不是純氧作為氧化劑來燃燒氫，燃燒時(shí)仍會出現(xiàn)有害的氮氧化物，這與化石燃料并無本質(zhì)差別。就氣體的危害性而言，氮氧化物比二氧化碳更危險(xiǎn)。

這就是為何，盡管人們曾經(jīng)認(rèn)為，假如氫發(fā)動(dòng)機(jī)投入生產(chǎn)，將比其他環(huán)保技術(shù)更便宜，但改進(jìn)后的版本被大多數(shù)技術(shù)人員所拋棄。寶馬制造了幾輛氫動(dòng)力超級跑車，卻發(fā)現(xiàn)它們并不比裝有催化轉(zhuǎn)換器的老款車更環(huán)保。

因此，研究人員正致力于開發(fā)氫燃料動(dòng)力電池。氫燃料動(dòng)力電池利用化學(xué)反應(yīng)從氫中提取能量，而不是燃燒它來獲取能量。氫燃料動(dòng)力電池出現(xiàn)能量的過程與電解水完全相反:電解水是將水分解成氫和氧。氫燃料動(dòng)力電池只釋放水蒸氣和熱量。

燃料動(dòng)力電池結(jié)構(gòu)簡單。質(zhì)子膜交換氫燃料動(dòng)力電池具有正極和負(fù)極。電極由電解液隔開，電解液是涂有鉑鈀催化劑的聚合物膜;氫從燃料箱被抽到燃料動(dòng)力電池的正極，而燃料動(dòng)力電池的負(fù)極則充滿了從空氣中提取的氧氣。

在氫從正極向負(fù)極移動(dòng)的過程中，催化劑從氫原子中提取電子，只允許氫離子(質(zhì)子)向負(fù)極移動(dòng)。氫離子進(jìn)入負(fù)極區(qū)后，與氧原子發(fā)生反應(yīng)，形成水分子。那些被質(zhì)子膜排斥的電子被轉(zhuǎn)移到外部電路，當(dāng)它們從正極移動(dòng)到負(fù)極時(shí)，這些電子為連接到電路的設(shè)備工作(為加熱器、發(fā)動(dòng)機(jī)、大燈等供應(yīng)電力)。由于一個(gè)氫質(zhì)子膜交換電池的輸出電壓小于1伏，技術(shù)人員不得不將幾個(gè)氫質(zhì)子膜交換電池連接起來，形成一個(gè)有用的輸出電壓，使得氫燃料動(dòng)力電池看起來像切片面包。

氫燃料動(dòng)力電池的效率是內(nèi)燃機(jī)的三到四倍。更重要的是，使用氫燃料動(dòng)力電池的汽車是沒有重電池的電動(dòng)汽車。因此，氫燃料動(dòng)力電池的這一特性解決了普通電動(dòng)汽車的兩個(gè)重要問題:有限的行駛里程和較長的充電時(shí)間。氫燃料動(dòng)力電池汽車通過給油箱加滿氫可以行駛480多公里，加滿要5分鐘。而且，和電池汽車相同，氫燃料動(dòng)力電池汽車是零排放汽車。