电动汽车vs氢燃料电池车:你应该了解的内幕

燃料电池汽车也可以算作电动汽车,但你可以在五分钟内给电池灌满燃料,而不是等上几个小时来充满电。电动汽车要做到这一点,就必须更换整组电池。

干掉特斯拉!两家日本最大的汽车制造商将在氢动力上下重注。丰田将在明年推出售价5.75万美元的 Mirai 燃料电池汽车(FCV),而氢动力先驱本田也将在 2016 年推出一款氢动力汽车。等等,环保汽车不都是电动汽车(EV)吗?

燃料电池汽车也可以算作电动汽车,但你可以在五分钟内给电池灌满燃料,而不是等上几个小时来充满电。电动汽车要做到这一点,就必须更换整组电池。那为什么现在只投产了一种燃料电池汽车,而电动汽车却无处不在呢?这就是一个有关效率、燃料、污染和政治的故事了。

燃料电池汽车是什么?

电动汽车vs氢燃料电池车:你应该了解的内幕

燃料电池汽车也是电动汽车,只不过“电池”是氢氧混合燃料电池。和普通化学电池相比,燃料电池可以补充燃料,通常是补充氢气。一些燃料电池能使用甲烷和汽油作为燃料,但通常是限制在电厂和叉车等工业领域使用。

和普通电池一样,燃料电池由阳极、阴极和电解质组成。大部分燃料电池汽车如 Mirai 或本田的 FCX Clarity 使用聚合物交换膜燃料电池(PEMFC)。在这一系统中,氢气受压通过铂催化剂,分解成两个氢离子和两个电子。这些电子会驱动汽车的电动机,而氢离子会和氧气结合成水,以蒸汽“废气”的形式排出。通过将这些电池堆叠在一起,就能为汽车提供足够电力。

电动汽车vs氢燃料电池车:你应该了解的内幕

哪些厂商在制造燃料电池汽车呢?韩国现代在今年夏天推出了 Tucson 燃料电池汽车,租期三年,每月需付费 499 美元,并计划今年在南加州销售 60 辆 Tucson。上文提到的丰田 Mirai 会在明年上市(出租价格每月 499 美元,从加州开始);本田的燃料电池汽车会在 2016 年上市(本田最近终止了 FCX Clarity 项目,但在 2008 年至 2014 年间出租了 45 辆);宝马很快就会宣布一款燃料电池驱动的原型车,并同意与丰田共享技术;包括通用汽车在内的其他汽车制造商也在测试燃料电池汽车。

氢气来自哪里?

电动汽车vs氢燃料电池车:你应该了解的内幕

如果你想要一辆百分百环保的燃料电池汽车,就必须以不造成污染的方式来制造氢气。这可不容易,目前最好的方法是通过电解水来制造氢气,即用电将水分解成氧气和氢气。目前最好的电解水系统的能量转化率只有 80%,并不怎么高效。

甲烷转化(上图)要更划算,但却会造成污染。蒸汽需要加热到 700 到 1000 摄氏度,然后与甲烷结合生成氢气和一氧化碳,以及少量二氧化碳。得益于水力压裂法生产的大量天然气,美国有 95% 的氢气通过这种方法来制造。

如何购买氢气?

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