很多 氫汽車 由於混合動力、汽油和電動汽車的突出地位，它們已退居第二位。 然而，氫可能成為未來的燃料，在保護環境方面具有遠優於電動汽車的優勢。 電動汽車沒有排放，但由於鋰的生產及其回收和廢物管理，它們的電池代表了嚴重的環境挑戰。 然而，氫是下金蛋的鵝，都是優勢……
什麼是氫？
El 氫 它是元素週期表中最簡單的化學元素，原子序數為1。它是一種非常輕的氣體，可以儲存，本身不會產生污染排放物。 具有這些特性，它是用作燃料的理想選擇。 此外，它在地球上非常豐富，而且很容易通過化學方法生產。 可再生能源甚至可以用來生產這種氣體。 因此，它也可以成為獲得可再生能源的一種方式。
氫的種類
有一種顏色命名法根據氫的獲取方式對氫進行分類。 重要的是要知道 現有類型的氫，例如：
- 灰氫： 這種類型的氫氣是通過重整天然氣等化石燃料獲得的。 它是目前生產的最便宜的氫氣，但在生產過程中會排放二氧化碳到大氣中，因此它不是一種清潔的獲取方式。 它是當今最便宜和生產最多的。
- 藍氫：它是另一種從化石燃料中獲得的氫氣，但這次採用的技術能夠捕獲和儲存過程中產生的二氧化碳排放物，使其不會釋放到大氣中，因此對環境的影響小於灰色的。 當然，其生產過程中的排放並沒有完全消除，而是有所減少。 這種氫氣的生產價格處於中等水平。
- 綠氫: 他是三人中最好的，他會被談論很多。 這種可再生氫是通過電解水獲得的，因此過程中不會產生污染。 此外，電解系統使用風能或太陽能等可再生能源供電，因此它是一種可持續且完全清潔的燃料。 然而，它目前的產量比前兩種小，而且價格最貴。
挑戰在於用綠色氫取代所有其他氫，並以這種方式 獲得正確的燃料.
氫氣是如何獲得的？
正如我們在上一節中所見，氫氣可以通過多種方式生產。 但不管其生產過程中涉及的能量如何，現在讓我們看看 獲得這種氣體的方法 如此豐富：
- 分子轉化：該技術是通過一系列化學反應獲得氫氣而實現的。 使用最廣泛的技術之一是使用從油田獲得的天然氣。 高溫蒸汽用於從製造天然氣的氫氣中分離出碳。 這就是一方面獲得氫氣，另一方面獲得二氧化碳的方式。
- 氣化：是一種利用煤或生物質中的水蒸氣和純氧實現氣化的方法。 在反應器中，煤或生物質在非常高的溫度下燃燒。 這種燃燒會釋放氣體，其中包括劇毒的一氧化碳 (CO) 和另一方面的氫氣。
- 電解水：就可持續性和豐度而言，這是三種方法中最好的方法，因為地球的大部分是由水組成的。 因此，它可以從海洋的水中獲得。 為此，在插入電極的地方使用水箱。 通過施加連續電流，水分子 (H2O) 被分離成氧氣 (O2) 和氫氣 (H2)。 當這種電力的能源是太陽能或風能等可再生能源時，這種氫氣就被稱為綠色氫氣。
氫發動機（燃料電池）如何工作？
當我們需要 將氫轉化為能量，氫氣可以儲存在特定的罐中，從那裡被輸送到燃料電池。 在那裡它再次與空氣中的氧氣重新結合（就像在內燃機中空氣進入氣缸引起燃燒時發生的那樣），從而產生高能反應，從而獲得能量。 這樣，就不會向大氣排放任何種類的污染氣體，因為這種發動機產生的唯一廢物是水。 空氣中的氧氣與氫氣重新結合，在此過程中產生 H2O 分子。 一種可用於其他目的的水，包括通過電解再生氫氣。
由於燃料電池中氫氣和氧氣之間的這種反應，會產生電能來移動 電動機並驅動車輛. 也就是說，氫燃料汽車本質上是電動的，儘管它們的能量不是來自鋰電池或其他有污染的電池，也不是來自同樣有排放的混合動力發動機。 然而，一些這種類型的車輛可以有一個電池來儲存在其他時間使用時沒有消耗的能量。 例如，當電力需求高時，來自燃料電池的所有能量都會被消耗掉，而如果電力需求低，則一部分可以轉移到電動機，一部分存儲在電池中。
許多這些車輛也有一個 再生製動，即從制動中積累電能，從而有助於減少氫氣消耗並實現更好的自主性。 而且，正如我之前提到的，唯一產生的廢物是水，您將通過排氣管將其排出。
至於 氫燃料電池汽車的部件，我們有：
- 電源控制單元：是一種系統，可以優化控制燃料電池中的電力輸送，以及電池充電和電能的使用。
- 電動馬達: 可能有一個或多個。 這通常是一個永磁同步電機，它將燃料電池或電池的電能轉化為驅動車輛的動力。
- 燃料電池電壓轉換器：是能夠適應氫燃料電池產生的電力以獲得足夠的電機電壓的系統。
- 燃料電池組：它是系統的真正心臟，在該組件中，來自罐中氫氣和空氣中氧氣的化學能被轉化為電能。
- 電池：電池負責儲存燃料電池產生的能量和從減速中恢復的能量，並在加速期間在高需求的情況下增強燃料電池的功率。
- 高壓罐：氫氣必須安全地儲存在高壓罐中。 此外，還將有超壓閥、氫氣洩漏時的警告和三層結構：一層由玻璃纖維增強聚合物製成，一層由中間聚合物製成，第三層由碳纖維增強塑料製成。 一切都要承受非常高的壓力。
燃料電池操作
我們已經說過， 燃料電池，或氫燃料電池電動汽車（FCEV），負責通過大氣中空氣中的氫和氧之間的反應產生電能。 好吧，為了產生這種電，使用了電化學反應。 燃料電池將在電解質的每一側使用陽極和陰極。 例如，將氫氣供給陽極，並使用催化劑產生帶正電的離子，這些離子通過電解質流向陰極。 同時，在陰極，空氣被吸入系統並與催化劑、氫離子和電子結合，產生熱量和水作為副產品。 這會感應出電流，從而產生電能。
體驗駕駛氫動力汽車
在實踐中，當駕駛氫燃料汽車時 體驗幾乎與純電動汽車相同. 然而，存在一些細微差別，其中許多會隨著技術的進步而隨著時間的推移而得到完善，就像電動汽車一樣，從最初推出的車型到現在的車型已經發生了很大變化，儘管它們是比較年輕。。
汽車工程師面臨的挑戰是氫燃料電池 在恆定功率下效果最佳. 然而，傳統車輛在城市或高速公路等不同道路上行駛時的功率需求需要改變功率輸出。 工程師致力於提供最佳結果的東西。
例如，豐田 Mirai，有一個 90千瓦（120馬力）額定功率. 但這對於高速高速公路加速來說還不夠，因此豐田（與其他 HFCV 製造商一樣）增加了低容量、高壓電池，很像油電混合動力汽車中使用的電池，以幫助實現額外的加速和動力時要求。 此外，這並不意味著非常強大的汽車不能用燃料電池製造，事實上，Hyperion XP-1 超級跑車是一款氫燃料汽車，可以在大約 0 秒內從 100-2.6 公里/小時加速，並達到最高時速356 公里/小時。
氫氣作為燃料的優缺點
最後，重要的是要強調 的優點和缺點 必須使用氫作為車輛燃料的：
優點
其中 優點 通過使用氫作為燃料，我們有：
- 零排放： 氫汽車僅釋放水作為副產品。 因此，您為環境做出了貢獻。
- 快速加油：只需幾分鐘即可加滿油，因為您只需像加柴油或汽油一樣再次加滿氫氣罐。 與電動的無關，需要長時間插入才能為電池充滿電。 此外，電動汽車的平均成本約為每 8.5 公里 100 歐元，與柴油或汽油等燃料的成本相似。 相反，氫氣可能更便宜。
- 符合歐盟目標：歐盟設定的減排目標遠遠超過了氫能汽車。 歐盟在2030年的提案中旨在將污染氣體的排放量減少35%，氫汽車排放為0。
- 最低維護： 這些電動機需要最少、簡單且便宜的維護，並且非常可靠。 因此，在這方面您不必像購買內燃機汽車那樣投入太多。
- 沉默的： 它們與電動汽車一樣安靜，因此不會造成許多城市存在的噪音污染。
- 更大的自主權：氫燃料汽車擁有更大的自主權，這是非常重要的。 雖然電動汽車的平均續航里程為 300 公里，但氫燃料汽車的續航里程可以達到兩倍以上。 他們甚至可以在不久的將來實現超過 2000 公里的自治。
- 零排放：使用 DGT 零排放貼紙，您可以在城市停車而無需支付一分錢，因此您在市區行駛時可以享受與電動汽車相同的優勢。
- 承受極端溫度： 與 100% 電動汽車不同，氫燃料汽車可以在更極端的溫度下運行。 它在車輛性能或自主性方面幾乎不會引人注意，而電動汽車確實會發生這種情況。
缺點
當然，氫能汽車也有 它的缺點，喜歡一切。 最突出的是：
- 價格： 由於技術還不成熟，氫動力汽車的價格高於傳統汽車或電動汽車。 因此，這是一個需要考慮的細節。 但是，從長遠來看，考慮到它們的可靠性，您可以節省燃料和維修車間。 另外，必須要說的是，隨著時間的推移，這些汽車的價格會趨於下降，因為製造燃料電池和氫氣罐的技術會更加成熟，必須非常安全才能承受高壓並避免洩漏在事故中，這可能導致爆炸。
- 幾點加油: 因為是目前小眾的推進技術，和電動車一樣，加油的點不多。 這應該逐漸改變。 以西班牙為例，塞維利亞、阿爾瓦塞特、普埃托利亞諾、薩拉戈薩、韋斯卡和巴爾巴斯特羅只有大約 6 個站點，因此這些站點可以用一隻手的手指數出來。 其他國家，如德國，已經擁有更多這種類型的車輛，並有達到 500 個加油點的目標。
- 型號品種少: 由於它不是一種普及的技術，目前可供選擇的品牌和型號很少，儘管隨著時間的推移和製造商更大規模地生產它們，這也會發生變化。 此外，缺乏加油站或氫網絡也無助於鼓勵此類車輛的銷售。 但是，您已經擁有了出色的氫燃料汽車，例如 Toyota Mirai、Hyundai Nexo、Honda Fuel Cell Clarity、Hyperion XP-1、BMW i Hydrogen NEXT 等。
- 不緊湊：鑑於氫氣罐和燃料電池的複雜性，這些汽車往往具有更大的尺寸，因此如果您正在尋找小型公用事業，您可以忽略它。 至少目前，直到實現更高程度的壓實。 即使在某些情況下，後備箱通常也不是很寬敞，因為其他機械部件佔用了部分空間。 從這個意義上說，它們類似於電動的。
- 危險的：氫氣極易揮發和易燃。 出於這個原因，氫氣罐必須非常耐用和安全，能夠承受衝擊，通過額外的安全系統避免洩漏，並能承受高壓。 一切都是為了確保司機和其他乘客的安全。 這導致了另一個衍生問題，即考慮到安全法規，燃料電池和油箱的使用壽命通常更有限。 目前，估計一個氫氣罐的使用期限為15年，屆時必須更換新的。 至於燃料電池，一些製造商估計在使用約15公里後可以降低225.000％的功率，儘管他們在這方面正在逐步改進。