在当今这个高速发展的社会，能源与环保似乎是一对不可调和的矛盾。
现代化工业的发展离不开能源消耗，而温室气体的大量排放则进一步加剧了环境的恶化。如何用一种更环保的方式发展，成为了一个全球性问题。
早在十多年前，中学物理课本上就介绍了两种看似完美的技术。一个是解决能量来源的“核聚变”，另一个是解决了能量存储的“石墨烯电池”，并且在课本章节的最后都留下一句“目前此项技术尚未成熟，预计离大面积普及还有30年”，让人浮想联翩。
20年过去了，可控核聚变技术依然停留在100秒左右的实验水平，离实用相差甚远；石墨烯更是沦为淘宝劣质充电宝的营销代名词。
更令人尴尬的是，纯电动车似乎对石墨烯电池不感兴趣，依然使用传统的锂离子电池技术，在续航和充电速度方面存在严重瓶颈，成为新能源车主们心头永远的痛。
从目前新能源汽车的发展态势来看，日系品牌在混合动力汽车方面积累了大量的经验，中国则在纯电动汽车领域取得了很大进步。而这些，却并不代表新能源汽车的全部，在纯电和混动之外，还有氢能源。
相比于电能，氢能源能实现真正意义上的“零排放”，而且能量转换效率高，来源多样并可再生。也因而，它被认为是未来汽车工业可持续发展的方向之一。
那么，这种号称零污染、零排放的完美汽车技术是否真的能成为传统燃油车的“终结者”呢？
氢能源的优势
氢能源汽车分为两种，一种是氢内燃车（简称HICEV），是直接通过燃烧内燃机中的氢气及空气中的氧产生动力而推动的汽车。这种车辆其实是汽油车的变种。其缺点是氢燃料消耗极快，车辆的续航里程不容易得到保障。
另一种是氢燃料电池车，简称FCEV，它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，进而通过电动机推动的汽车。相比之下，这种氢能源车的应用场景更为广泛，也更有效。
液态氢气的能量密度和汽油类似，100升容积的燃料电池汽车储氢罐能为车辆提供800km以上的综合续航里程。再通过高压技术，注满与油箱类似容积的储氢罐只需3-5分钟时间，几乎与汽油车加油时间一致。
并且，氢燃料电池车的主要结构由质子交换膜、电机、储氢罐组成，整体重量比汽油车更轻，结构也更为简洁，因此能在很大程度上帮助车辆实现轻量化的目标。
氢气是如何制备的
目前，水电解、甲醇裂解、水煤气、氨分解和氯碱工业尾气处理等制氢技术已大规模使用，部分国家还在大力推广风能、太阳能等可再生能源的发电制氢技术 。
以我国比较成熟的氯碱法制氢为例。2015年，我国氯碱厂产量为3028.1万吨。根据氯碱平衡表，烧碱与氢气的产量配比为40:1，理论上将产生氢气75.7万吨，即85亿立方米氢气，理论上至少可以供200万辆氢燃料电池车使用。但考虑到区域分布、运输距离、期间损耗及不同车型的耗氢量，供应几十万辆燃料汽车的规模问题不大。
虽然氢的制备技术较为成熟，但全世界96%的氢都来源于化石能源的产业链条。显然，依赖石油化工是达不到减少温室气体排放目的的。若要真正实现绿色环保，政府和企业还需要大力发展电解水方式——特别是生物制氢和太阳能电解水。
当下，不光是各国政府想尽办法推动氢燃料的落地应用，民间企业也在积极推进氢燃料的商用化。
储氢的方式
储氢的方式大概分为三种：高压储氢、液氢、金属氢化物，其中最安全的是金属氢化物。不过，金属氢化物尤其是离子型金属氢化物虽使用方便，但价格却很昂贵，根本无法大规模投入使用。所以，如何降低储氢材料的成本和提高储氢性能是未来氢气储存的研究重点。
目前，在储氢材料领域，新的储氢材料不断被开发出来，如钛铁系合金、钒基固溶体合金、金属络合氢化物和MOFs，这些材料都具有优良的储氢性能和独特的安全以及易操作的优点，改善并革新了氢存储系统的运行性能和存储容量。例如，70MPa碳纤维缠绕高压储氢瓶储氢量可达1.5kg，重量储氢密度可达4.7wt%。
而就在近期，澳大利亚联邦科工研究组织(CSIRO)已开发出膜技术，利用氨来运输和存储汽车燃料氢。这项基于金属薄膜的“氢-氨”转换技术是将氢燃料转换为NH3，增加产品的储存能力和稳定性，在使用的时候，借助“膜反应器”技术将氢提取出来，解决了单纯的氢燃料需要低温或者高压存储的问题以及安全性问题。
写在最后
汽车驱动技术的研发是车企向前发展的一大方向，虽然氢燃料电池车拥有非常美好的前景，但目前全世界也只有丰田、本田、现代等少数几家车企在跟进，并且推出了自己的氢燃料电池车型。
不过，相信随着传统化石能源的减少以及锂离子电池瓶颈问题的愈发凸显，氢燃料电池车将会被越来越多的消费者接纳，这一过程就像百年前马车被汽车取代一样。未来或许有一天，续航800km以上，排出的都是水的氢燃料电池车也会走进千家万户。
关注油莫愁订阅号（youmochou666），加油享7.5折优惠哦~