新能源是一個(gè)熱門(mén)的領(lǐng)域，尤其是新勢(shì)力企業(yè)，幾乎都是舉著新能源的旗幟進(jìn)入到汽車(chē)領(lǐng)域的。但新能源可不止是鋰電池這一個(gè)方向，比如氫燃料電池也是一個(gè)不錯(cuò)的新能源。

大概回看一下歷史，其實(shí)燃料電池汽車(chē)比鋰電池汽車(chē)（雖然電動(dòng)車(chē)百年前就有，但現(xiàn)在的鋰電池汽車(chē)和那時(shí)候的電池車(chē)是有本質(zhì)區(qū)別的）更早的引起汽車(chē)廠(chǎng)商的注意，也更早的進(jìn)入市場(chǎng)。

比如2007年前后，通用、福特等公司就投產(chǎn)了一小批氫燃料電池汽車(chē)，并且都出現(xiàn)在了北美的道路上。同時(shí)在這個(gè)時(shí)期，日本和韓國(guó)也在本國(guó)做了氫燃料電池的實(shí)驗(yàn)產(chǎn)品。不過(guò)后來(lái)的發(fā)展就很緩慢了，被鋰電池車(chē)后來(lái)居上。

當(dāng)然，并非是氫燃料電池不夠好，反而看起來(lái)比鋰電池車(chē)和純?nèi)加蛙?chē)要美好許多。首先相比是環(huán)保，氫燃料電池的反應(yīng)產(chǎn)物只有水，不牽扯其他的污染物，尤其是溫室氣體?，F(xiàn)在的內(nèi)燃機(jī)，已經(jīng)非常環(huán)保了尾氣中幾乎沒(méi)有什么有害物，但是排放出二氧化碳是個(gè)大問(wèn)題，它會(huì)讓海水酸化，從而又引出一系列的問(wèn)題。

其次相比鋰電池車(chē)，氫燃料電池能量補(bǔ)給速度很快，加氫和加油所用的時(shí)間差不多。所以氫燃料電池不會(huì)讓人有里程焦慮，使用場(chǎng)景與燃油車(chē)無(wú)異。

也許很多人覺(jué)得是安全問(wèn)題，氫氣是危險(xiǎn)氣體，弄不好就要爆炸，甚至?xí)氲?00年前的新登堡空難，以此來(lái)佐證氫氣是多么危險(xiǎn)。

而事實(shí)上氫氣可沒(méi)想象中那樣的危險(xiǎn)。氫氣和其他可燃?xì)怏w一樣，它需要一定的條件才能燃燒，比如濃度要在4%至75%之間才行。大家可以回想一下中學(xué)的氫氣燃燒實(shí)驗(yàn)，并不是把氫氣引到空氣中它就會(huì)自然，必須要借助酒精燈的火焰才能燃燒。假如我們把氫氣和空氣的混合氣放在烤箱中加熱，如果沒(méi)有明火，它們是不會(huì)自燃的。前面說(shuō)的新登堡空難，也是因?yàn)轱w艇的帆布先著火，而后才引燃了氫氣，并非氫氣自燃導(dǎo)致的。

另外氫燃料電池也不是像內(nèi)燃機(jī)一樣需要把氫氣點(diǎn)燃，它的原理是一個(gè)電化學(xué)過(guò)程。氫燃料電池大概這樣的結(jié)構(gòu)：正極是氧氣，負(fù)極是氫氣，中間有一層隔膜。在催化劑作用下，氫原子外的電子會(huì)游離出來(lái)，并且會(huì)被那層隔膜擋住，所以電子就會(huì)越積越多。此時(shí)如果用導(dǎo)線(xiàn)連通正極，那么在電壓的驅(qū)使下就會(huì)形成電流。

在這個(gè)過(guò)程中，化學(xué)能轉(zhuǎn)化為電能的效率能達(dá)到80%以上，相比于目前的內(nèi)燃機(jī)最多45%的熱效率，氫燃料電池優(yōu)勢(shì)很大，如果換算成行駛里程，一公斤氫氣大概能給車(chē)輛100公里的續(xù)航。而且在催化劑的作用下，燃料電池會(huì)在90度左右工作，相比燃燒溫度低了很多，遠(yuǎn)遠(yuǎn)沒(méi)有達(dá)到氫氣的燃點(diǎn)，此外這多余的廢熱在冬季還可以取暖。

即環(huán)保又實(shí)用，那么為何氫燃料電池到現(xiàn)在還沒(méi)有普及呢？原因還是在效率維度，雖然氫燃料電池從化學(xué)能轉(zhuǎn)化為電能這一步的效率很高，但之前的步驟：氫氣的制備、運(yùn)輸、儲(chǔ)存的效率都很低。

先說(shuō)制備過(guò)程，目前主流工業(yè)制氫的方法有兩種。一是蒸汽甲烷重整，這種方法最大的問(wèn)題是污染，因?yàn)樵谥苽溥^(guò)程中會(huì)有部分甲烷的泄露，而甲烷會(huì)造成更加嚴(yán)重的溫室效應(yīng)，同樣質(zhì)量下大概是二氧化碳的20倍。如果氫氣用量和汽油一樣的話(huà)，可能會(huì)造成更嚴(yán)重的環(huán)保問(wèn)題。

氫氣另一種制備方式就是電解水，這種方法我們?cè)谥袑W(xué)時(shí)就知道了，雖說(shuō)沒(méi)有什么環(huán)保問(wèn)題，但是能量利用效率還是不高。制備氫氣所消耗的電能是高于它所能產(chǎn)生的，所以這也是項(xiàng)負(fù)收益。

接下來(lái)的問(wèn)題還有氫氣的運(yùn)出，同樣也有兩種方式。一來(lái)是管道運(yùn)輸，假如單獨(dú)建設(shè)輸氫管道，我覺(jué)得很不現(xiàn)實(shí)，因?yàn)闅錃鈺?huì)讓金屬脆化，所以成本較高，每公里鋪設(shè)費(fèi)用大概是天然氣管道的2倍；另外這還牽扯城市規(guī)劃問(wèn)題，老城區(qū)很難建設(shè)。

相對(duì)較為現(xiàn)實(shí)的是利用現(xiàn)有的天然氣管道，加入10%到20%的氫氣混合運(yùn)輸，這樣的氫氣濃度不會(huì)造成管壁的脆化，然后到加氫站在進(jìn)行分離。雖說(shuō)可行性提高，但依舊要在前期花很多錢(qián)來(lái)建設(shè)。

再有就是用槽罐車(chē)運(yùn)輸了，這樣依然不劃算。因?yàn)闅錃獗旧砗茌p，所以都是高壓運(yùn)輸?shù)?，大概都是?0MPa以上的壓力壓縮。為了承受如此大的壓力，罐體本身要很結(jié)實(shí)才行，另外還要有響應(yīng)充氣、放氣設(shè)備?？傮w算下來(lái)貨物本身不重，可是與之相關(guān)的設(shè)備過(guò)于龐大，為了運(yùn)輸1噸氫氣可能整臺(tái)運(yùn)輸車(chē)輛會(huì)重達(dá)70噸，如此效率讓人無(wú)法接受。

為了提升運(yùn)貨效率，只能給氫氣繼續(xù)加壓，甚至液化，但這樣成本會(huì)很高，假如現(xiàn)在已經(jīng)普及了氫燃料電池，我們每次去加氫氣，恨不得一大半的費(fèi)用都付給了氫氣的運(yùn)輸。

綜合對(duì)比下來(lái)，雖然氫燃料電池在實(shí)用層面優(yōu)勢(shì)明顯，但普及難度實(shí)在太高，涉及到很多的基礎(chǔ)建設(shè)，所以目前看鋰電池汽車(chē)占得了先機(jī)。但是很多廠(chǎng)商并沒(méi)有放棄氫燃料電池的研究和投入，比如豐田。如果未來(lái)我們面臨著更嚴(yán)峻的碳排放問(wèn)題，而鋰電池汽車(chē)又無(wú)法實(shí)現(xiàn)突破，那時(shí)候就是氫燃料電池普及的契機(jī)了。