MGI 氢汽车 由于混合动力、汽油和电动汽车的突出地位，它们已退居第二位。 然而，氢可能成为未来的燃料，在保护环境方面具有远优于电动汽车的优势。 电动汽车没有排放，但由于锂的生产及其回收和废物管理，它们的电池代表了严重的环境挑战。 然而，氢是下金蛋的鹅，都是优势……
什么是氢？
El 氢 它是元素周期表中最简单的化学元素，原子序数为1。它是一种非常轻的气体，可以储存，本身不会产生污染排放物。 具有这些特性，它是用作燃料的理想选择。 此外，它在地球上非常丰富，而且很容易通过化学方法生产。 可再生能源甚至可以用来生产这种气体。 因此，它也可以成为获得可再生能源的一种方式。
氢的种类
有一种颜色命名法根据氢的获取方式对氢进行分类。 重要的是要知道 现有类型的氢，例如：
- 灰氢： 这种类型的氢气是通过重整天然气等化石燃料获得的。 它是目前生产的最便宜的氢气，但在生产过程中会排放二氧化碳到大气中，因此它不是一种清洁的获取方式。 它是当今最便宜和生产最多的。
- 蓝氢：它是另一种从化石燃料中获得的氢气，但这次采用的技术能够捕获和储存过程中产生的二氧化碳排放物，使其不会释放到大气中，因此对环境的影响小于灰色的。 当然，其生产过程中的排放并没有完全消除，而是有所减少。 这种氢气的生产价格处于中等水平。
- 绿氢: 他是三人中最好的，他会被谈论很多。 这种可再生氢是通过电解水获得的，因此过程中不会产生污染。 此外，电解系统使用风能或太阳能等可再生能源供电，因此它是一种可持续且完全清洁的燃料。 然而，它目前的产量比前两种小，而且价格最贵。
挑战在于用绿色氢取代所有其他氢，并以这种方式 获得正确的燃料.
氢气是如何获得的？
正如我们在上一节中所见，氢气可以通过多种方式生产。 但不管其生产过程中涉及的能量如何，现在让我们看看 获得这种气体的方法 如此丰富：
- 分子转化：该技术是通过一系列化学反应获得氢气而实现的。 使用最广泛的技术之一是使用从油田获得的天然气。 高温蒸汽用于从制造天然气的氢气中分离出碳。 这就是一方面获得氢气，另一方面获得二氧化碳的方式。
- 气化：是一种利用煤或生物质中的水蒸气和纯氧实现气化的方法。 在反应器中，煤或生物质在非常高的温度下燃烧。 这种燃烧会释放气体，其中包括剧毒的一氧化碳 (CO) 和另一方面的氢气。
- 电解水：就可持续性和丰度而言，这是三种方法中最好的方法，因为地球的大部分是由水组成的。 因此，它可以从海洋的水中获得。 为此，在插入电极的地方使用水箱。 通过施加连续电流，水分子 (H2O) 被分离成氧气 (O2) 和氢气 (H2)。 当这种电力的能源是太阳能或风能等可再生能源时，这种氢气就被称为绿色氢气。
氢发动机（燃料电池）如何工作？
当我们需要 将氢转化为能量，氢气可以储存在特定的罐中，从那里被输送到燃料电池。 在那里它再次与空气中的氧气重新结合（就像在内燃机中空气进入气缸引起燃烧时发生的那样），从而产生高能反应，从而获得能量。 这样，就不会向大气排放任何种类的污染气体，因为这种发动机产生的唯一废物是水。 空气中的氧气与氢气重新结合，在此过程中产生 H2O 分子。 一种可用于其他目的的水，包括通过电解再生氢气。
由于燃料电池中氢气和氧气之间的这种反应，会产生电能来移动 电动机并驱动车辆. 也就是说，氢燃料汽车本质上是电动的，尽管它们的能量不是来自锂电池或其他有污染的电池，也不是来自同样有排放的混合动力发动机。 然而，一些这种类型的车辆可以有一个电池来储存在其他时间使用时没有消耗的能量。 例如，当电力需求高时，来自燃料电池的所有能量都会被消耗掉，而如果电力需求低，则一部分可以转移到电动机，一部分存储在电池中。
许多这些车辆也有一个 再生制动，即从制动中积累电能，从而有助于减少氢气消耗并实现更好的自主性。 而且，正如我之前提到的，唯一产生的废物是水，您将通过排气管将其排出。
至于 氢燃料电池汽车的部件， 有：
- 电源控制单元：是一种系统，可以优化控制燃料电池中的电力输送，以及电池充电和电能的使用。
- 电动机: 可能有一个或多个。 这通常是一个永磁同步电机，它将燃料电池或电池的电能转化为驱动车辆的动力。
- 燃料电池电压转换器：是能够适应氢燃料电池产生的电力以获得足够的电机电压的系统。
- 燃料电池组：它是系统的真正心脏，在该组件中，来自罐中氢气和空气中氧气的化学能被转化为电能。
- 电池：电池负责储存燃料电池产生的能量和从减速中恢复的能量，并在加速期间在高需求的情况下增强燃料电池的功率。
- 高压罐：氢气必须安全地储存在高压罐中。 此外，还将有超压阀、氢气泄漏时的警告和三层结构：一层由玻璃纤维增强聚合物制成，一层由中间聚合物制成，第三层由碳纤维增强塑料制成。 一切都要承受非常高的压力。
燃料电池操作
我们已经说过， 燃料电池，或氢燃料电池电动汽车（FCEV），负责通过大气中空气中的氢和氧之间的反应产生电能。 好吧，为了产生这种电，使用了电化学反应。 燃料电池将在电解质的每一侧使用阳极和阴极。 例如，将氢气供给阳极，并使用催化剂产生带正电的离子，这些离子通过电解质流向阴极。 同时，在阴极，空气被吸入系统并与催化剂、氢离子和电子结合，产生热量和水作为副产品。 这会感应出电流，从而产生电能。
体验驾驶氢动力汽车
在实践中，当驾驶氢动力汽车时 体验几乎与纯电动汽车相同. 然而，存在一些细微差别，其中许多会随着技术的进步而随着时间的推移而得到完善，就像电动汽车一样，从最初推出的车型到现在的车型已经发生了很大变化，尽管它们是比较年轻。。
汽车工程师面临的挑战是氢燃料电池 在恒定功率下效果最佳. 然而，传统车辆在城市或高速公路等不同道路上行驶时的功率需求需要改变功率输出。 工程师致力于提供最佳结果的东西。
例如，丰田 Mirai，有一个 90千瓦（120马力）额定功率. 但这对于高速高速公路加速来说还不够，因此丰田（与其他 HFCV 制造商一样）增加了低容量、高压电池，很像油电混合动力汽车中使用的电池，以帮助实现额外的加速和动力时要求。 此外，这并不意味着非常强大的汽车不能用燃料电池制造，事实上，Hyperion XP-1 超级跑车是一款氢燃料汽车，可以在大约 0 秒内从 100-2.6 公里/小时加速，并达到最高时速356 公里/小时。
氢气作为燃料的优缺点
最后，重要的是要强调 优点和缺点 必须使用氢作为车辆燃料的：
优点
其中 优点 通过使用氢作为燃料，我们有：
- 零排放： 氢汽车仅释放水作为副产品。 因此，您为环境做出了贡献。
- 快速加油：只需几分钟即可加满油，因为您只需像加柴油或汽油一样再次加满氢气罐。 与电动的无关，需要长时间插入才能为电池充满电。 此外，电动汽车的平均成本约为每 8.5 公里 100 欧元，与柴油或汽油等燃料的成本相似。 相反，氢气可能更便宜。
- 符合欧盟目标：欧盟设定的减排目标远远超过了氢能汽车。 欧盟在2030年的提案中旨在将污染气体的排放量减少35%，氢汽车排放为0。
- 最低维护： 这些电动机需要最少、简单且便宜的维护，并且非常可靠。 因此，在这方面您不必像购买内燃机汽车那样投入太多。
- 沉默的： 它们与电动汽车一样安静，因此不会造成许多城市存在的噪音污染。
- 更大的自主权：氢燃料汽车拥有更大的自主权，这是非常重要的。 虽然电动汽车的平均续航里程为 300 公里，但氢燃料汽车的续航里程可以达到两倍以上。 他们甚至可以在不久的将来实现超过 2000 公里的自治。
- 零排放：使用 DGT 零排放贴纸，您可以在城市停车而无需支付一分钱，因此您在市区行驶时可以享受与电动汽车相同的优势。
- 承受极端温度： 与 100% 电动汽车不同，氢燃料汽车可以在更极端的温度下运行。 它在车辆性能或自主性方面几乎不会引人注意，而电动汽车确实会发生这种情况。
缺点
当然，氢能汽车也有 它的缺点，喜欢一切。 最突出的是：
- 价格： 由于技术还不成熟，氢动力汽车的价格高于传统汽车或电动汽车。 因此，这是一个需要考虑的细节。 但是，从长远来看，考虑到它们的可靠性，您可以节省燃料和维修车间。 另外，必须要说的是，随着时间的推移，这些汽车的价格会趋于下降，因为制造燃料电池和氢气罐的技术会更加成熟，必须非常安全才能承受高压并避免泄漏在事故中，这可能导致爆炸。
- 几点加油: 因为是目前小众的推进技术，和电动车一样，加油的点不多。 这应该逐渐改变。 以西班牙为例，塞维利亚、阿尔瓦塞特、普埃托利亚诺、萨拉戈萨、韦斯卡和巴尔巴斯特罗只有大约 6 个站点，因此这些站点可以用一只手的手指数出来。 其他国家，如德国，已经拥有更多这种类型的车辆，并有达到 500 个加油点的目标。
- 型号品种少: 由于它不是一种普及的技术，目前可供选择的品牌和型号很少，尽管随着时间的推移和制造商更大规模地生产它们，这也会发生变化。 此外，缺乏加油站或氢网络也无助于鼓励此类车辆的销售。 但是，您已经拥有了出色的氢燃料汽车，例如 Toyota Mirai、Hyundai Nexo、Honda Fuel Cell Clarity、Hyperion XP-1、BMW i Hydrogen NEXT 等。
- 不紧凑：鉴于氢气罐和燃料电池的复杂性，这些汽车往往具有更大的尺寸，因此如果您正在寻找小型公用事业，您可以忽略它。 至少目前，直到实现更高程度的压实。 即使在某些情况下，后备箱通常也不是很宽敞，因为其他机械部件占用了部分空间。 从这个意义上说，它们类似于电动的。
- 佩利格罗索：氢气极易挥发和易燃。 出于这个原因，氢气罐必须非常耐用和安全，能够承受冲击，通过额外的安全系统避免泄漏，并能承受高压。 一切都是为了确保司机和其他乘客的安全。 这导致了另一个衍生问题，即考虑到安全法规，燃料电池和油箱的使用寿命通常更有限。 目前，估计一个氢气罐的使用期限为15年，届时必须更换新的。 至于燃料电池，一些制造商估计在使用约15公里后可以降低225.000％的功率，尽管他们在这方面正在逐步改进。