淺談氫能源汽車的發展前景

朱晏萱　孫如田

摘 要：氫能源汽車具有諸多優勢，但是在技術、政策以及用戶需求方面還存在許多不確定性，相信隨著未來技術的不斷進步，氫能源汽車還是有著很大的發展空間，也會成為廣大汽車使用者的首選之一。本文就幾種新能源汽車進行分析，指出各種類型優缺點，著重分析氫能源汽車的應用發展前景。

關鍵詞：氫能源汽車 純電動汽車 發展前景

Talking about the Development Prospects of Hydrogen Energy Vehicles

Zhu Yanxuan Sun Rutian

Abstract：Hydrogen energy vehicles have many advantages， but there are still many uncertainties in terms of technology， policies， and user needs. It is believed that with the continuous advancement of technology in the future， hydrogen energy vehicles still have a lot of room for development and will become the majority of vehicles， and one of the users' first choice. This article analyzes several new energy vehicles， points out the advantages and disadvantages of various types， and focuses on the application and development prospects of hydrogen energy vehicles.

Key words：hydrogen energy vehicles， pure electric vehicles， development prospects

現如今隨著人們生活水平日益提高，人們對生活質量的要求也越來越高，在日常出行中，汽車已經成為人們生活中不可缺少的一部分。根據公安部提供相關數據顯示，到2020年底，我們國家全民汽車保有量達2.81億輛，其中新能源汽車占汽車總保有量的1.75%，比前一年增長29.18%。新能源汽車每年超過100萬輛增量，已經連續3年，并且呈持續高速增長趨勢。

表1，2014～2020年中國新能源汽車產銷量統計情況。

新能源汽車有著巨大優勢，主要體現在環保、經濟、舒適和操控性好等方面，在現階段已經成為眾多用戶的首選，新能源汽車主要包括純電動汽車、氫能源汽車、混合動力汽車、燃料電動汽車和其他新能源汽車[1]。純電動汽車目前是客戶使用最多的新能源汽車。而氫能源汽車作為新能源汽車的種類之一，有著自己獨特的優勢，在未來市場中，也會成為用戶的選擇。本文就氫能源汽車的一些知識和發展前景作以簡單分析。

氫能源汽車顧名思義就是以氫能源作為燃料，是為汽車的提供動力的來源。氫能源汽車發動機分為氫燃料發動機和燃料電池發動機[2]，氫燃料發動機是用氫能源來替代原來的汽油，完全用氫能源做燃料，氫能源和氧氣發生化學反應之后的產物只有水和氮的氧化物，對發動機產生的損害非常小，而且幾乎不會產生污染，對環境沒有任何危害，這種是純氫燃料發動機;氫能源在作為汽車發動機的燃料時，還可以作為燃料的一部分，和其他的燃料一起使用，通過在燃料中摻雜一部分氫能源，可以有效地提高汽油機的使用性能，稱為摻氫燃料發動機[3]。而氫燃料電池就是一種發電裝置，原理和發電廠一樣，是將化學能轉化為電能的直接發電裝置。由于不需要經過熱能和機械能（發電機）的中間變換，所以能量利用率高，而且便于攜帶。

氫能源汽車提供動力的主要能源是氫，氫在自然界是以化合物的形式存在的，對于氫的研制主要有以下幾種方法：

1.分解水制氫

水能是可以再生資源，價格也很低廉，利用水力發電來電解水制氫是常用的一種制氫方法;特別是太陽能制氫當中的熱化學直接分解水、光電化學分解水、光-熱發電電解水、光催化分解水等制氫技術都發展很就，是不久的將來取代化石燃料的發展方向。對于水力資源、風力資源、太陽能豐富地區，電解水不僅可以制造廉價的氫，還可以實現資源的合理互補利用，具有一定的現實意義。

2.化石燃料制氫

全球絕大所述用氫都是利用石油、煤炭以及天然氣等化石燃料制取的。雖然制氫消耗了自然界中有限的化石原料，但是在還沒有更加先進和成熟的制氫方法出現之前，在未來一段時間仍然是獲取氫的重要途徑。

3.生物制氫

生物制氫方法也是目前制氫的主要方法之一，是利用生物產生氫氣，包括微生物產氫和生物質氣化熱解產氫等等，原料來源豐富、反應條件溫和、能耗低和不消耗礦物資源并且節能、清潔、環保等優點。

氫的儲存和運輸技術是發展氫能源有效利用的最主要問題，目前較為常用的儲存和運輸方式有：氫的壓縮即高壓氫的儲存與運輸，就是都把氫氣壓縮到壓力為25～30MPa甚至更高，裝在儲氫的高壓容器-特制鋼瓶中，便于存儲和運輸，但是由于氫氣的密度低，所以氫氣的重量比鋼瓶重量低得多，而且存在爆炸危險，是一種效率較低的方法;氫的液化儲存與運輸，氫在常溫下是氣態，體積大，較好的儲存和運輸方式就是將氫液化，運輸液氫，但是生產液氫技術較差，工藝流程比較落后，設備陳舊，生產規模也小。所以液氫由于價格昂貴，應用范圍有限;

金屬氫化物儲存與運輸，儲氫金屬或合金是指在一定溫度和氫氣壓力下，能可逆地大量吸收、儲存和釋放氫氣的金屬間化合物，金屬氫化物儲氫是目前因為最廣泛的儲氫材料，具有儲氫能耗低、容量高、制備技術工藝成熟、安全可靠等優點。