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电动汽车在零排放方面得到了最大的关注，但氢燃料汽车长期以来一直处于观望状态。丰田(Toyota)、现代(Hyundai)、通用汽车(General Motors)、本田(Honda)等公司都在推动使用天然气在汽车上发电。零排放，无需等待充电。虽然它已经存在了几十年，但对大多数人来说仍然是新的，仍然令人困惑。以下是你需要知道的关于氢动力和燃料电池电动汽车的一切。
燃料电池的工作原理
我们将从燃料电池的工作原理开始，或者至少是它的简化版本。燃料电池就是奇迹发生的地方，氢转化为电(和水)在很大程度上就是奇迹。氢气被泵入每个燃料电池的阳极(每个系统中有数百个这样的电池，称为燃料电池堆)。氢与催化剂反应，释放质子和电子。质子通过多孔膜，而电子通过电路产生电流。在阴极，质子和电子与空气中的氧结合产生水。它安静、高效，只留下电力、水蒸气和一些热量作为废物。
快速充满
还是比你想知道的更多?没关系，它是怎么运作的并不重要。重要的是你泵入氢气然后在另一边得到电力和水蒸气。足够驱动一辆汽车的电力
因为电力不能直接进入电机(通常)，一个小型电动汽车电池安装来存储和缓冲电力。氢气储存在罐中。丰田的Mirai是目前销售的少数FCEV汽车之一，它有两个重量近90公斤的储气罐，以10,000 psi的压力储存气体，并容纳大约5公斤的氢气。
5公斤的重量听起来并不多。它的重量和5升汽油差不多，但记住，汽油是被压缩的。这些燃料箱总共能容纳122升氢气，足以让这辆轿车行驶502公里。和电动汽车一样，由于它的小电池，FCEV也可以从滑行和刹车中回收能量，帮助增加里程和效率。
更重要的是，给氢燃料电池汽车的油箱加满油只需几分钟，而且用的是一个看起来很普通的泵。虽然该站需要在加压罐中提供氢气，但他们不需要建造和安装大量电力基础设施，以支持多辆汽车以3级费率充电，这也意味着对当地电网不征税。即使氢气是在现场生产的，电力负荷在一天中是平衡的，而不是在短的高抽爆。
它从何而来?
至少就目前的需求而言，氢是用天然气重整制得的。这是一个天然气和高温蒸汽结合的过程，其结果是氢、一氧化碳和二氧化碳。大部分一氧化碳可以转化成更多的氢气，但二氧化碳仍然是最终产物。尽管如此，美国能源部表示，与汽油相比，这将减少90%的温室气体排放。
我们也可以用电解制氢。通过将水分解成氢和氧的过程将电加到水里。利用绿色能源，如水力发电、太阳能或风能，可以生产零排放的氢气，使燃料电池汽车零排放。尽管正在努力将成本降低到2美元/公斤，最终降低到1美元/公斤，但这两种方法仍然很昂贵。今天的成本接近每公斤20美元，尽管一些销售的汽车包括燃料成本，基本上是免费的，为驾驶汽车的人。
卡车运输业将受益
长途运输可能是氢燃料电池的理想场所。虽然像计划中的特斯拉Semi这样的大型电动汽车续航里程比任何汽车都长，但它们也需要大量的充电基础设施，充电需要数小时，更重要的是，需要几吨电池。一辆使用零排放氢燃料的大卡车只需几分钟就能充满油，行驶时间与一辆柴油卡车相当。由于FCEV的传动系统不需要大容量的电池，因此它也能够拖动类似的有效载荷。
丰田目前正在加州长滩港附近测试FCEV卡车。肯沃斯、戴姆勒、康明斯和通用汽车目前都在研发电池或在路上进行测试。
虽然还有一些挑战，但未来是光明的。
目前，这些挑战与电动汽车面临的挑战类似。技术昂贵，基础设施也不存在。不过，与电动汽车不同的是，一旦这两个挑战得到了满足，锂和钴等材料的开采就不会出现大的持续问题。燃料电池还解决了主要运输公司面临的里程和填充时间等问题，使其适用于卡车、火车和船舶。
虽然氢燃料电池没有电动汽车那样的炫目和魅力，但这项技术的研究已经进行了相当长的时间，并取得了令人印象深刻的成果。只需跨越几个障碍，它就能比你预期的更快地进入高速公路。
摘译自：Welland Tribune – Evan Williams.
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