我來分享一下，首先說明一下，這個技術(shù)不是新的想法，氫內(nèi)燃機技術(shù)已經(jīng)研究了很多年了，但是目前的研究結(jié)果是和燃料電池相比沒有優(yōu)勢，因此最近幾年氫內(nèi)燃機逐漸沉寂了。下面簡單分享一下氫內(nèi)燃機技術(shù)：

一、氫內(nèi)燃機技術(shù)研究的歷史

氫燃料的內(nèi)燃機概念是非常吸引人的，因為理論上氫氣H2燃燒的產(chǎn)物是H2O水，沒有有害排放物，也完全不排放CO2，同時地球上的氫獲取非常方便，通過電解水即可。因此看起來氫簡直是完美的內(nèi)燃機燃料。寶馬和馬自達都在氫內(nèi)燃機技術(shù)上進行了大量的研究：

1.寶馬氫內(nèi)燃機研究項目

從上世紀90年代開始寶馬開始了氫內(nèi)燃機的研究，并把氫內(nèi)燃機作為其核心的未來技術(shù)進行研發(fā)。寶馬在傳統(tǒng)7系V12汽油發(fā)動機的基礎(chǔ)上改造了一款氫燃料發(fā)動機用來驗證氫燃料內(nèi)燃機的可行性，主要改造的是氫氣噴射系統(tǒng)，火花塞等。寶馬改造后稱為Hydrogen 7轎車，也就是氫燃料內(nèi)燃機的寶馬7系。

寶馬V12氫內(nèi)燃機

經(jīng)過10多年的研究，大約在2010年左右，寶馬逐漸停止了氫內(nèi)燃機的開發(fā)轉(zhuǎn)而開發(fā)氫燃料電池技術(shù)，寶馬在2015年發(fā)布了i8氫燃料電池概念車，標志著寶馬氫內(nèi)燃機技術(shù)研究的結(jié)束。

寶馬氫燃料電池，是不是看起來很像內(nèi)燃機。

2. 馬自達氫轉(zhuǎn)子發(fā)動機研究項目

馬自達對氫內(nèi)燃機的主要研究方向還是集中在馬自達擅長的轉(zhuǎn)子發(fā)動機上。上世紀90年代馬自達發(fā)布了第一輛氫轉(zhuǎn)子發(fā)動機概念車Mazda HR-X。

Mazda HR-X 1991和Mazda HR-X2 1993

后來馬自達又在2004年發(fā)布了RENESIS氫轉(zhuǎn)子發(fā)動機，這是專門為氫燃料設(shè)計的轉(zhuǎn)子發(fā)動機，采用了雙氫噴射器，電動增壓器，EGR廢氣再循環(huán)系統(tǒng)等一系列創(chuàng)新技術(shù)并且考慮了混合動力，可以說理念非常超前。馬自達氫轉(zhuǎn)子發(fā)動機的研究大約持續(xù)了20年，在2012年后馬自達逐步停止了氫轉(zhuǎn)子發(fā)動機的研發(fā)。

二、氫內(nèi)燃機的問題

寶馬和馬自達經(jīng)過多年的研究后最終都停止了氫內(nèi)燃機技術(shù)的開發(fā)，其主要原因是在研發(fā)過程中他們發(fā)現(xiàn)了氫內(nèi)燃機存在一些暫時無法克服的困難：

（1）氫內(nèi)燃機會產(chǎn)生NOx氮氧化合物排放

一般人認為氫氣在內(nèi)燃機中燃燒的產(chǎn)物只有水蒸氣，沒有任何污染。實際情況是，氫內(nèi)燃機在燃燒氫氣時，會產(chǎn)生NOX氮氧化合物排放。主要原因是空氣中的氧氣和氮氣在燃燒室高溫高壓的環(huán)境下就會產(chǎn)生化學反應(yīng)生成NOX氮氧化合物。這和普通內(nèi)燃機產(chǎn)生NOx的機理是一樣的。而氫燃料電池技術(shù)，排放物只有水，在排放上比氫內(nèi)燃機更有優(yōu)勢。

（2） 和氫燃料電池相比效率上處于劣勢

當前技術(shù)發(fā)動機最高熱效率也只有40%左右，寶馬氫燃料內(nèi)燃機研究項目最終實現(xiàn)了42%的熱效率。

而氫燃料電池是直接將化學能轉(zhuǎn)化為電能驅(qū)動車輛。運行溫度比較低，沒有發(fā)動機較大的熱損失，因此效率高的多，目前能夠達到50%以上。從效率上完勝氫內(nèi)燃機。

內(nèi)燃機的熱損失非常大，占到燃料熱能的2/3

目前內(nèi)燃機的熱效率水平

當然，相對于燃料電池氫內(nèi)燃機也有一些優(yōu)勢，比如：功率密度比較大，和氫燃料電池同等大小的內(nèi)燃機可以輸出高的多的功率。負載變化的響應(yīng)速度更快。不過這些優(yōu)勢相對于前面兩個劣勢就不是最主要的影響因素了。

三、總結(jié)

在目前的內(nèi)燃機技術(shù)條件下，和氫燃料電池技術(shù)相比，氫燃料內(nèi)燃機在排放和效率上都完全沒有優(yōu)勢，因此被擱置。不過內(nèi)燃機技術(shù)也在不斷創(chuàng)新，目前馬自達已經(jīng)開發(fā)出50%熱效率的發(fā)動機，60%熱效率的內(nèi)燃機技術(shù)也已經(jīng)在研究階段了。內(nèi)燃機效率提升后，說不定氫內(nèi)燃機技術(shù)會卷土重來。

以上信息供大家參考，歡迎討論。對發(fā)動機感興趣的朋友可以關(guān)注我，每周會發(fā)布原創(chuàng)的發(fā)動機技術(shù)和產(chǎn)業(yè)的專業(yè)解讀，謝謝支持！

標簽：使用氫氣內(nèi)燃機