氫燃料汽車才是未來最好的解決方式嗎？
自從1886年第一輛汽車誕生以來，它給人們的生活和工作帶來了極大的便利．并經(jīng)發(fā)展成為近現(xiàn)代物質(zhì)文明的支柱之一。但是，我們也應(yīng)該看到，在汽車產(chǎn)業(yè)高速發(fā)展的同時，汽車也帶來尾氣污染。
燃油汽車尾氣中排放的污染物主要有一氧化碳（CO)、碳?xì)浠衔?HC)、氮氧化合物(NOX）以及對人體產(chǎn)生傷害的固體顆粒物，尤其是含鉛汽油，對人體的危害更大。鉛在廢氣中呈微粒狀態(tài)，隨風(fēng)擴(kuò)散，人長期吸入會產(chǎn)生鉛中毒，引發(fā)癌癥等。當(dāng)然現(xiàn)在絕大部分國家已經(jīng)禁止含鉛汽油的生產(chǎn)與銷售。
汽油主要由碳和氫組成，汽油正常燃燒時生成二氧化碳、水蒸氣和過量的氧等物質(zhì)。就算正常燃燒后的二氧化碳，也正是溫室效應(yīng)的元兇之一，更且因為燃料中含有其他雜質(zhì)和添加劑，且燃料常常不能完全燃燒，其中HC,CO,NOX以及顆粒物就是沒有燃燒徹底，或者催化劑反應(yīng)不全的有害物質(zhì)。
據(jù)國家環(huán)保總局提供的數(shù)據(jù)，我國機(jī)動車年消耗油料4500萬噸，尾氣排放除產(chǎn)生CO、碳?xì)浠衔锖偷趸锿猓裼蛙囘€排放有致癌作用的細(xì)微顆粒物，如PM2.5等。預(yù)計到2020年，CO和氮氧化物的排放量將分別達(dá)到8 000萬噸和900萬噸，與60年代美國光化學(xué)煙霧時的污染水平相當(dāng)。
所以現(xiàn)在各大汽車廠家都在大力發(fā)展新能源汽車，其中又以電動汽車為主，電動汽車不像傳統(tǒng)燃油汽車排放有污染的尾氣，所以被稱為綠色能源，低碳、環(huán)保。但是很多人會質(zhì)疑，電動汽車的電能大部分是靠燃燒煤礦原料的火電站來獲得的。的確如此，但是有較好的解決方案。
如果電動汽車的普及帶動發(fā)電量的劇增，火電站可以投入大量的資金，設(shè)備來集中整治排放污染物，如CO2、NOx、CO顆粒物等，而燃油汽車分布在世界各地，是無法集中處理的，這一點是電動汽車的優(yōu)勢，第二就是大力發(fā)展可再生能源獲取電能，如風(fēng)能，太陽能等，如果使用可再生能源來獲取電能，就是真正意義上的綠色能源。
所以這兩者相加，靠火電站集中處理污染物之后獲取的電能加上不斷發(fā)展的可再生能源獲取的電能來驅(qū)動汽車行駛是解決目前環(huán)境污染，以及石油等能源危機(jī)最好的方法。
新能源汽車中以純電動汽車居多。如果要把電動汽車全面推廣，不得不考慮如下問題：
1、電池的續(xù)航問題，電動汽車的領(lǐng)跑者特斯拉Models 100D單次充滿電之后行駛了約1078公里，這款車打破了同款車型續(xù)航世界紀(jì)錄，雖然這項紀(jì)錄是在試驗條件下完成的，但這對提高人們對電動汽車?yán)m(xù)航能力的認(rèn)知有著重大的意義。
2、充電時間：因為傳統(tǒng)的燃油汽車加滿一箱油的時間就5分鐘左右，然而目前的快速充電樁都是安裝在公共場合，使用380V的充電器，也要在1-2小時左右只充上50%-60%的電量，想做到5分鐘之內(nèi)充滿80%的電量是不現(xiàn)實的，電池組均衡技術(shù)、電能的輸配技術(shù)、散熱技術(shù)目前就是瓶頸，無法做到。這一點是很多顧客不選擇充電式電動車的原因。
3、充電站普及，當(dāng)然這一點可以依靠國力來解決。其中第二個問題，目前大多數(shù)鋰電池電動汽車無法解決，是制約常規(guī)電動汽車發(fā)展的瓶頸，但是燃料電池技術(shù)就很好的解決了此問題。
例如豐田，豐田采用的一套燃料電池技術(shù)，雖然也是帶著“電池”兩個字，但其實它不是能充放電的普通電池，而是一套發(fā)電設(shè)備，此燃料電池的燃料—氫。化學(xué)課中，大家都知道，單獨的氫原子是非常強(qiáng)的還原劑，自然界中只有在極端環(huán)境中才會存在被電離的單獨的氫原子，而兩個氫元素結(jié)合在一起便成了氫氣，這種穩(wěn)定的物質(zhì)才能當(dāng)做燃料。
在傳統(tǒng)的認(rèn)知中，氫氣與氧氣能夠發(fā)生劇烈化學(xué)反應(yīng)—燃燒，并生成唯一的產(chǎn)物水，其中釋放出大量的熱量。這就是氫內(nèi)燃機(jī)的工作原理，但由氫能轉(zhuǎn)化成熱能的方式，不僅能源轉(zhuǎn)換效率低，氫燃料很快耗盡，而且安全性方面也很難保證。
那么，豐田是如何做到兼顧安全，同時提高能效的呢？那便是在一個完全不產(chǎn)生任何“燃燒”的可控的化學(xué)反應(yīng)過程中，將氫能轉(zhuǎn)化成電能。將氫氣作為還原劑，而空氣中的氧則承擔(dān)了氧化劑，氫氣將電子釋放給氧氣，生成唯一的產(chǎn)物水。這樣一來，魚和熊掌終能兼得了。
而在這個過程中，電子發(fā)生了轉(zhuǎn)移，而這種轉(zhuǎn)移就是我們所說的電流，有了電流就可以驅(qū)動電動機(jī)產(chǎn)生動力。
豐田從1992年就開始研究這套燃料電池的技術(shù)，在進(jìn)行了不斷的研發(fā)和改進(jìn)后，豐田的燃料電池的發(fā)電效率到達(dá)了業(yè)界頂峰，并與2014年生產(chǎn)出真正能夠量產(chǎn)和實用化的燃料電池汽車—MIRAI，而它也成為全世界第一款量產(chǎn)的燃料電池汽車。
MIRAI采用了創(chuàng)新的氫能源，相比傳統(tǒng)的依靠充電的純電動汽車來說，MIRAI最大優(yōu)勢就是自己發(fā)電，而且補(bǔ)充氫氣與加油一樣方便，只需要3分鐘便可以充滿，充滿一次可以行駛650公里。這就很好的解決了鋰電池電動汽車充電時間慢的技術(shù)難題。
今年10月份全新奔馳Ener-G-Force 概念車將采用氫氣作為燃料，借助 “hydro-tech converter”可再生資源轉(zhuǎn)換技術(shù)，將水轉(zhuǎn)化為氫燃料，進(jìn)而轉(zhuǎn)換為能量儲存至氫燃料電池中，我暫把這種技術(shù)作為氫燃料電池的升級版。
因為它自帶轉(zhuǎn)化裝置，車頂部裝備有蓄水池，可將再生水轉(zhuǎn)化為氫燃料，并轉(zhuǎn)換為能量存儲至氫燃料電池組中。車輛通過動力強(qiáng)勁的四個電動機(jī)驅(qū)動，續(xù)航里程可達(dá)到約800公里。
小結(jié)
不過，最關(guān)鍵的問題是，氫燃料汽車還有多久量產(chǎn)？能否量產(chǎn)？要知道燃料電池車是新能源汽車?yán)锇l(fā)展最慢的一類。像通用和本田這樣的車企間的聯(lián)盟，他們在推動燃料電池車的發(fā)展上應(yīng)該會起非常重要的作用。無論是歐洲還是日本、韓國、美國，都紛紛把燃料電池車發(fā)展的目標(biāo)制訂出來，特別是基礎(chǔ)設(shè)施——加氫站的建設(shè)目標(biāo)也有非常好的規(guī)劃。
2015 年，德國加氫站的分布非常稀疏，到 2020 年便要開始成片，他們計劃到 2030 年整個德國加氫設(shè)施要連成非常完整的網(wǎng)絡(luò)，大概有 1000 多座加氫站要建立起來。所以氫燃料電池汽車量產(chǎn)或許只是時間的問題。