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電動汽車在零排放方面得到了最大的關注，但氫燃料汽車長期以來一直處于觀望狀態。豐田(Toyota)、現代(Hyundai)、通用汽車(General Motors)、本田(Honda)等公司都在推動使用天然氣在汽車上發電。零排放，無需等待充電。雖然它已經存在了幾十年，但對大多數人來說仍然是新的，仍然令人困惑。以下是你需要知道的關于氫動力和燃料電池電動汽車的一切。
燃料電池的工作原理
我們將從燃料電池的工作原理開始，或者至少是它的簡化版本。燃料電池就是奇跡發生的地方，氫轉化為電(和水)在很大程度上就是奇跡。氫氣被泵入每個燃料電池的陽極(每個系統中有數百個這樣的電池，稱為燃料電池堆)。氫與催化劑反應，釋放質子和電子。質子通過多孔膜，而電子通過電路產生電流。在陰極，質子和電子與空氣中的氧結合產生水。它安靜、高效，只留下電力、水蒸氣和一些熱量作為廢物。
快速充滿
還是比你想知道的更多?沒關系，它是怎么運作的并不重要。重要的是你泵入氫氣然后在另一邊得到電力和水蒸氣。足夠驅動一輛汽車的電力
因為電力不能直接進入電機(通常)，一個小型電動汽車電池安裝來存儲和緩沖電力。氫氣儲存在罐中。豐田的Mirai是目前銷售的少數FCEV汽車之一，它有兩個重量近90公斤的儲氣罐，以10,000 psi的壓力儲存氣體，并容納大約5公斤的氫氣。
5公斤的重量聽起來并不多。它的重量和5升汽油差不多，但記住，汽油是被壓縮的。這些燃料箱總共能容納122升氫氣，足以讓這輛轎車行駛502公里。和電動汽車一樣，由于它的小電池，FCEV也可以從滑行和剎車中回收能量，幫助增加里程和效率。
更重要的是，給氫燃料電池汽車的油箱加滿油只需幾分鐘，而且用的是一個看起來很普通的泵。雖然該站需要在加壓罐中提供氫氣，但他們不需要建造和安裝大量電力基礎設施，以支持多輛汽車以3級費率充電，這也意味著對當地電網不征稅。即使氫氣是在現場生產的，電力負荷在一天中是平衡的，而不是在短的高抽爆。
它從何而來?
至少就目前的需求而言，氫是用天然氣重整制得的。這是一個天然氣和高溫蒸汽結合的過程，其結果是氫、一氧化碳和二氧化碳。大部分一氧化碳可以轉化成更多的氫氣，但二氧化碳仍然是最終產物。盡管如此，美國能源部表示，與汽油相比，這將減少90%的溫室氣體排放。
我們也可以用電解制氫。通過將水分解成氫和氧的過程將電加到水里。利用綠色能源，如水力發電、太陽能或風能，可以生產零排放的氫氣，使燃料電池汽車零排放。盡管正在努力將成本降低到2美元/公斤，最終降低到1美元/公斤，但這兩種方法仍然很昂貴。今天的成本接近每公斤20美元，盡管一些銷售的汽車包括燃料成本，基本上是免費的，為駕駛汽車的人。
卡車運輸業將受益
長途運輸可能是氫燃料電池的理想場所。雖然像計劃中的特斯拉Semi這樣的大型電動汽車續航里程比任何汽車都長，但它們也需要大量的充電基礎設施，充電需要數小時，更重要的是，需要幾噸電池。一輛使用零排放氫燃料的大卡車只需幾分鐘就能充滿油，行駛時間與一輛柴油卡車相當。由于FCEV的傳動系統不需要大容量的電池，因此它也能夠拖動類似的有效載荷。
豐田目前正在加州長灘港附近測試FCEV卡車。肯沃斯、戴姆勒、康明斯和通用汽車目前都在研發電池或在路上進行測試。
雖然還有一些挑戰，但未來是光明的。
目前，這些挑戰與電動汽車面臨的挑戰類似。技術昂貴，基礎設施也不存在。不過，與電動汽車不同的是，一旦這兩個挑戰得到了滿足，鋰和鈷等材料的開采就不會出現大的持續問題。燃料電池還解決了主要運輸公司面臨的里程和填充時間等問題，使其適用于卡車、火車和船舶。
雖然氫燃料電池沒有電動汽車那樣的炫目和魅力，但這項技術的研究已經進行了相當長的時間，并取得了令人印象深刻的成果。只需跨越幾個障礙，它就能比你預期的更快地進入高速公路。
摘譯自：Welland Tribune – Evan Williams.
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