| 此条目可参照英语维基百科相应条目来扩充。 |
氢能载具（Hydrogen vehicle），或称氢燃料载具、氢动力载具，是使用氢燃料作为动力的载具。这类载具把氢的化学能转换为机械能，是通过燃烧的内燃机中的氢或通过在燃料电池中的氧与氢反应来运行电动机。使用氢为能源的最大好处是它能跟空气中的氧，产生水蒸气排出，有效减少了其他石油燃料载具造成的空气污染问题。广泛使用氢助长交通是在提议中的氢经济的一个关键因素。[1]除了道路车辆，列车、巴士、潜水艇和火箭已经在不同形式使用氢。
氢内燃载具（HICEV）是以一般内燃机为基础改良而成是以内燃机燃烧氢气（通常透过分解甲烷或电解水取得）及空气中的氧产生动力，要实现并不困难，困难之处在于如何降低成本及达至安全，以及安全地解决氢气供应、储存的问题后才可以推出市场。而氢燃料电池载具（Fuel cell vehicle-FCEV）是使氢或含氢物质及空气中的氧通过燃料电池以产生电力，再以电力推动电动机，由电动机推动载具。
氢燃料电池动力
1960年代后期，Roger E. Billings制造了燃料电池的原型。
三个发展障碍
在燃料电池氢能车的发展主要有三个障碍。
首先，氢的密度很低，就算燃料以液态形式储存在低温瓶或压缩气体瓶，在那些空间能够储存的能量十分有限，而氢能车比起其他汽车就十分受限。而氢气也不应该大量外溢到大气层中，不然可能会破坏臭氧层。有些研究已经用特别结晶体来储存氢在较高密度的环境中，而且更安全。
另外一种方法是不储存氢分子，而使用氢重组器来从传统燃料如甲烷、汽油和乙醇，提取氢。很多环保分子对此想法不感兴趣，因为它依赖了化石燃料。可是，这是有效的重组程序，而且避免了储存及运送氢的难题。使用重组过的汽油或乙醇来推动燃料电池，不但几乎无空气污染问题，能量转换效率也比内燃机高（可有效减少二氧化碳排放）。
其次，制造在氢能车提供电力可靠燃料电池，耗资颇高。科学家努力研究令燃料电池的成本尽量便宜，同时又有足够硬度以抵受撞击和震动这些车辆的基本问题。燃料电池的设计大都脆弱，故不能在那些情况下保存。加上很多设计都需要稀有物如铂作为催化剂，令工作更顺畅，而催化剂可能污染氢的纯净度，不利氢的提供。
第三个问题是氢可作为能量的携带者而非能源。它必须从化石燃料或其他能源提取，因此引起能量的流失（因为从其他能源到氢又回到能量的转换并非百分百有效）。
过去常被讨论的方案是发展新的核反应堆，提供高温及电能，电解高温水蒸气的效率较高；但是新的核反应堆必许满足“无核废料问题”及“不维持就停止反应”的基本条件。
加拿大 Solar Hydrogen Energy Corporation 公司于2004年展示直接从太阳和水，透过金属的催化剂，产生了氢的方法。这或能使从太阳能转成氢有一个便宜、直接、清洁的途径。[2]
氢内燃机动力
氢内燃车和氢燃料电池车不同。氢内燃车是传统汽油内燃机车的带小量改动的版本。氢内燃直接燃烧氢，不使用其他燃料或产生水蒸气排出。这些车的问题是氢燃料很快耗尽。载满氢气的油缸只能行驶数英里，很快便没能量。另一方面，各色各样的方法正在研究以减少耗用的空间，例如用液态氢或氢化物。
1807年Isaac de Rivas制造了首辆氢内燃车。可惜该设计甚不成功。宝马的氢内燃车有更多的力量，比氢燃料电池车更快。宝马的氢能车以三百公里每小时创下了氢能车的最高速记录。马自达已在开发烧氢的转子引擎。该转子引擎反复转动，故氢从开口在引擎内的不同部分燃烧，减少突然爆炸这个氢燃料活塞引擎的问题。
其他重要车辆生产商如通用汽车和DaimlerChrysler公司，投资在较慢较弱但较有效的氢燃料电池。
产业发展
多间公司都有研发氢气车，资金有来自私人及政府，但福特汽车已经放弃，并将资源投放于纯电动车上[3]；雷诺-日产汽车在2009年宣布停止研发氢气车[4]；通用汽车公司在2009年10月宣布减少在氢气车的研发，原因是认为氢气车距实用化还有相当距离[5]。 2009年，日产在日本发起新FCV计划，之后在10月，日产、福特汽车、通用汽车、现代集团、丰田、戴姆勒、雷诺、起亚汽车发表联合声明，将研发燃料电池车，预计2015年完成。2011年，现代集团发表其Blue2燃料电池车(FCEV)，预计2014年推出。
2016年9月中国扬子江汽车集团实验生产线[6]制造一台常温常压氢能储存公车泰歌号，该实验车已有部分商业运行能力，实验车采用化学吸收剂将液态氢吸收混和其中，之后再用催化剂还原释放，降低氢气的危性和运输成本，现有氢气储存有低温和高压储存两种，低温需耗费大量电能和高压钢瓶价格造成成本提高，低温储存和高压储存仍有安全上的疑虑。泰歌号实验车的技术是程寒松教授在千人计划中研发的“常温常压储氢技术”，[7]可以利用现有加油站和石油输送体系运输，减少氢燃料在氢经济的运送成本。
- BMW Hydrogen 7，使用氢与汽油两用内燃机，2007年限量生产上市 (使用氢燃料时最远行程为200km)。
- 本田 FCX Clarity，使用氢燃料电池，2008年以出租车辆推出，预计2018年正式大量生产。但2010年本田推出纯电动车。
- 丰田Mirai，使用氢燃料电池，以2013年展出的FCV概念车为原型
量产原型车
- 氢燃料电池
- 上汽大通MAXUS EUNIQ7
- 菲亚特 Panda Hydrogen
- 福特汽车公司 Focus FCV
- 通用汽车公司 HydroGen3
- 现代汽车公司
- Santa Fe FCEV-Fuel cell
- Tucson FCEV-Fuel cell
- ix35 FCEV-Fuel cell
- NEXO
- 梅塞德斯-朋驰
- A-Class F-Cell
- B-Class F-Cell
- 大众汽车
- Bora Hy-motion
- Touran Hy-motion
- 氢与汽油两用内燃机
- 马自达 RX-8
- 氢与汽油两用内燃机 + 电池动力
- 马自达 5
- 混合动力
概念车
- 混合动力
- 摩根 LIFEcar
- Quark
- 扬子江汽车
- 泰歌号 (常温常压系统)
- 摩根 LIFEcar
参见
参考文献
- ^ A portfolio of power-trains for Europe: a fact-based analysis (PDF). [2013-01-05]. （原始内容存档 (PDF)于2016-04-07）.
- ^ Canadian Group Produces Hydrogen from Water Using Solar Energy. web.archive.org. 2005-03-18 [2020-08-19]. 原始内容存档于2005-03-18.
- ^ "Ford Motor Company Business Plan" （页面存档备份，存于互联网档案馆）, December 2, 2008
- ^ Dennis, Lyle. "Nissan Swears Off Hydrogen and Will Only Build Electric Cars" （页面存档备份，存于互联网档案馆）, All Cars Electric, February 26, 2009
- ^ "The Hydrogen Car Gets Its Fuel Back", （页面存档备份，存于互联网档案馆） Washington Post, October 17, 2009
- ^ 中新网-武漢氫能車下線改寫時代規則. [2016-09-20]. （原始内容存档于2016-09-19）.
- ^ 中國氫能創舉. [2016-09-20]. （原始内容存档于2018-03-12）.
外部链接
- 央视官方频道-氢能新未来 （页面存档备份，存于互联网档案馆）
- 新型燃料电池车“FCXクラリティ”の生产を开始 （页面存档备份，存于互联网档案馆）
- 香港电台节目-我是地球儿 选择的时候 （页面存档备份，存于互联网档案馆）
- 科学人杂志：加满氢再上路 （页面存档备份，存于互联网档案馆）
- 供给氢动力的拖拉机 / 供给氢动力的拖拉机 / Hydrogen-powered tractor