氢能源汽车技术详解：到底是过渡，还是代表未来？

氢能源汽车这个概念，其实很早就有了，甚至可以追溯到1806年，当时的一位瑞士工程师发明了第一台氢内燃机，比奥托1876年的四冲程内燃机，还要早上70年

很多人可能会觉得，氢能源汽车，就是类似出租车的油改气，只是把天然气换成了氢气，但实际上并没有这么简单

氢能源汽车主要分为两大类，一种叫做氢内燃机，就是发动机的燃料从汽油换成了氢气

另外一种就是现在主流的氢燃料电池技术，主要是利用质子交换膜和催化剂，让氢气和氧气发生电化学反应，产生电流并生成水，电流经过逆变器、控制器等装置，给电动机供电，驱动汽车前进

在氢能源汽车发展的初期，氢内燃机和氢燃料电池，都有车企在研发

觉得氢燃料电池技术，终究还是回归电动汽车，续航和动力性能无法保障，所以坚持研发氢内燃机，还打造了以氢燃料为动力的7系

这款氢气发动机，采用了两套燃料喷射装置，不仅能使用液态氢，还能使用传统的汽油

但是当时液态氢的价格非常高，这款车的百公里氢气成本为28.8欧元，而百公里汽油成本只要18.1欧元。

而且氢气在发动机内燃烧，虽然会生成水，但是也会和吸入的空气，在高温下产生一定的NOx，所以说，氢内燃机并不是氢能源的最优解。

在疯狂研究氢内燃机的时候，TOYOTA和现代却选择了氢燃料电池这条技术路线。

它的工作原理就是将氢送到燃料电池的阳极，在催化剂的作用下，一个氢原子被分解成2个氢离子和2个电子，氢离子穿过质子交换膜，与氧气结合生成水，电子无法穿过交换膜，只能经过外部电路，被迫产生电流。

理论上来说，只要不断地给阳极输送氢气，给阴极输送氧气，就可以持续地产生电能。

氢燃料电池很好地避免氢内燃的缺点，比如化学反应不需要高温，所以能量交换后的产物只有水，能量密度更高，能量转换效率要比氢内燃机高很多。

氢能源=电动车

从某种意义上来说，氢燃料电池的本质就是电动汽车，因为它的动力来源不是发动机，而是电动机，主要的结构就是电动机、动力电池、燃料电池和氢气罐。

工作的时候，氢气从氢气罐流入燃料电池，产生的电能既可以储存在动力电池中，也可以直接驱动电动机。

熟悉混动车型的朋友可能会觉得，这套系统和插混、增程式的原理差不多，实际上你也可以把氢燃料电池看做是一种混动技术，只不过不是油电混动，而是氢电混动。

根据不同车企的产品，氢燃料电池技术也延伸了不同的版本。目前氢能源汽车的销量较高的是现代NEXO，2018年就在海外上市，2021年的全年销量为9,620台，累计销量超过了2.2万台，占全球总量的45%。

至于很多人担心的氢气罐爆炸问题，其实不用太担心，目前氢气罐大多采用钢和铝的金属内胆，外层采用炭纤维复合材料，也被宣传成凯拉夫材料，就是做防弹衣的材料，防火、防撞击，甚至可以抵挡7.62毫米的子弹。

为了证明氢气罐不会因为事故发生爆炸，现代NEXO还特意做了IIHS碰撞测试，不仅获得了较高安全评分，还拿到了“较佳安全选择”的称号。

当前氢能源的推广和应用，还存在很多难题，首当其冲的就是氢气的制造。

因为氢气属于二次能源，无论是工业制氢还是大批量电解水的方式，如果制氢用的电，来自火力发电，对于环境保护来说，其实并不划算。

再加上氢气易燃易爆，运输和储存都有更加严格的要求，导致氢气的价格也不便宜，介于汽油和柴油之间。

总得来说，目前的氢能源虽然有一些量产车型，但是只能证明这条技术路线是通的，后续的产业化和基础建设，还处于起步阶段。

根据前段时间发布的规划，到2025年要实现氢能源汽车5万台规模的应用，建成300座加氢站，到2030年更是要实现百万规模的燃料电池汽车应用，达成1000座加氢站的建设目标。