河南南陽水氫發(fā)動機事件的發(fā)酵，讓人們再次關(guān)注到了氫能源。所謂的氫能車究竟是什么？它與燃油車、電動汽車有什么不同呢？

目前，所謂氫能車指的就是氫燃料動力電池車。但與鋰離子電池不同，氫燃料動力電池實際上是一種氫與氧的化學反應而出現(xiàn)電能的裝置。這一化學反應的最終產(chǎn)物只有水，不會像燃油車等排放碳氧化物、氮氧化物和硫氧化物等物質(zhì)，因此氫氣被認為是可以實現(xiàn)零排放的能源。

中科院大連化學物理研究所研究員、我國工程院院士衣寶廉曾提到，氫燃料動力電池車和普通燃油車的結(jié)構(gòu)非常相似，只是把燃油車的油箱換為儲氫罐，把燃油車的內(nèi)燃機換為燃料動力電池的電動機。可以把氫燃料動力電池車看作是自帶氫燃料發(fā)電機的電動汽車。

與電動汽車充電不同，氫燃料動力電池車的加氫過程與燃油車的加油過程相似，一般要3-5分鐘，氫燃料動力電池車的續(xù)航里程與燃油車也類似，大約在400-600公里左右。

燃油車是通過汽油的燃燒釋放化學能，轉(zhuǎn)化為車子的動能。與燃油車不同，氫燃料動力電池中發(fā)生的并不是燃燒反應，而是氧化還原反應過程中，電子發(fā)生了遷移。在燃料動力電池中，陰陽極被電解質(zhì)分開，導電離子在將陰陽極分開的電解質(zhì)內(nèi)遷移，電子則在外電路移動形成電流。在這一過程中，化學能被轉(zhuǎn)化為了電能。

在這一化學反應過程中，催化劑亦是重要的一環(huán)。目前氫燃料動力電池車重要使用的催化劑為鉑金，價格較為昂貴。以率先實現(xiàn)氫燃料動力電池車量產(chǎn)的豐田Mirai為例，到2017年末一輛車的用鉑量在20克左右。

另一方面，被譽為氫能車之父的豐田汽車公司專業(yè)合伙人、日本九州大學國際碳中性能源研究所客座教授廣瀨雄彥也曾表示，廣義的電動汽車包括純電動汽車，插電式混合動力汽車，也包括氫燃料動力電池車。

這是因為，氫氣的化學能轉(zhuǎn)化為電能后，氫燃料動力電池車就和人們熟知的電動汽車相同，電能通過電動機轉(zhuǎn)化為機械能，從而讓車子動了起來。

氫燃料動力電池車發(fā)展現(xiàn)狀

比起純電動汽車和混動車，目前實現(xiàn)量產(chǎn)的氫燃料動力電池車并不多，全球首款大批量生產(chǎn)的氫燃料動力電池車是日本豐田汽車公司的Mirai（中文意為未來）。2014年十一月，該車于美國洛杉磯上市。當年十二月，Mirai便在日本境內(nèi)販售，當時售價為723.6萬日元（約37.5萬人民幣），扣除日本政府的補貼后，消費者實際負擔的金額在520萬日元左右（約26.9萬人民幣）。

豐田Mirai內(nèi)部系統(tǒng)展示圖來自：豐田官網(wǎng)

根據(jù)豐田官網(wǎng)的介紹，Mirai重要的部件構(gòu)成包括了兩個高壓儲氫罐、儲能電池、燃料動力電池堆、電機、動力控制裝置等，電機最大輸出功率為113kW，最大扭矩為335牛米。電池堆由370個重量為102克，厚度為1.34毫米的電芯堆疊而成；還有兩個碳纖維制的氫氣瓶，最大容積為122.4升，在70MPa的存儲壓力下可以存儲5千克氫氣。

在氫能的布局方面，日本也走在世界的前列。實際上，豐田早在1992年，就開始研究氫燃料動力電池汽車，當時起名為FCHV。而日本則于1993年啟動了以氫能為核心的世界能源網(wǎng)項目，是最早系統(tǒng)指定氫能發(fā)展規(guī)劃的國家；21世紀初，美國和歐洲先后跟上。

相比之下，我國的氫能產(chǎn)業(yè)發(fā)展起步較晚，2014年，我國國務院辦公廳印發(fā)《能源發(fā)展戰(zhàn)略行動計劃(2014-2020年)》，將氫能與燃料動力電池列入20個重點創(chuàng)新方向之一。2018年五月，我國國務院總理李克強參觀了位于日本北海道的豐田汽車廠，并考察了氫燃料動力電池車Mirai。2019年，《政府工作報告》中提到推進充電、加氫等設(shè)施建設(shè)。這是氫能首次被寫入《政府工作報告》。

在國內(nèi)市場上，氫燃料動力電池車亦有所成長，但重要集中在商用車領(lǐng)域。2018年我國氫燃料動力電池汽車產(chǎn)量為1619輛，其中專用車產(chǎn)量909輛，客車產(chǎn)量710輛。