燃料電池利用一種被稱為氧還原的化學反應，這種反應需要一種低成本的催化劑來實現更廣泛的商業應用。摻氮碳就是這樣一種催化劑，但關于摻氮工作原理的化學細節頗有爭議。這些知識對于改善PEM燃料電池在未來技術中的功能非常重要。

用液態氫代替液態天然氣，直接燒氫氣豈不是比做成氫燃料簡單？為何非要氫燃料電池？

電動爹再見！充氫5分鐘，續航1000公里！氫能源時代真的要來了？

目前的電動汽車存在充能時間長，續航不穩定，冬季續航高速續航衰減嚴重，受充電設施制約等等問題，目前還很難取代燃油車，而所謂的電動汽車環保，無非是把城區的污染轉移到了郊區，在中國火力發電占比高達70%的情況下，電動汽車何談環保，而且電池污染也是一個不能回避的問題。那么是否有一種新能源，能夠解決電動汽車的這些短板呢？答案是有的，那就是氫能源汽車。

氫能源汽車可以說才是真正的新能源汽車，它的充能速度快，3-5分鐘就可以充滿，它的巡航不受溫度和速度影響，基本上可以行駛和標稱續航差不多的距離，甚至可以更長，5月26日，氫燃料電池車全新Mirai的續航打破世界紀錄，從法國巴黎南部奧利省HYSETCO出發，進行了一次歷時22小時的續航挑戰，一次加氫行駛距離達1003km。在測試結束后，Mirai的儀表盤上還顯示有9公里續航。根據測算，Mirai的平均燃料消耗量為0.55公斤氫氣/100 公里，按國內氫能每公斤30元計算，Mirai的行駛成本在16.5元/100公里。

很多人對于氫燃料汽車仍然還有很多疑問？下面我們就來聊聊氫燃料汽車的這些事。

1、氫燃料汽車為什么不直接燃燒氫氣，而是要多此一舉，把氫氣轉化為電能？

氫燃料汽車是將氫氣送到燃料電池的陽極板（負極），經過催化劑（鉑）的作用，轉化為電能的，是不是多此一舉呢？為什么不直接燃燒氫氣呢？氫氣的熱值可是要比汽油高得多。事實上，也是有直接燃燒氫氣的氫能源汽車的，比如說寶馬氫內燃機項目Hydrogen 7轎車，和馬自達RENESIS氫動力轉子發動機。但是氫內燃機有兩個問題難以克服。第一點是，氫內燃機的轉化效率在40%左右，沒有氫燃料電池汽車60%以上的轉化效率高。因此續航要縮水20%左右。第二點就是，氫內燃機的安全性要比氫燃料電池汽車差一點，因為在氫燃料電池中氫氣是附著在某些基質上的，而不是單質的氣態或液態方式存在，因此安全性更高。

2、氫氣安全嗎？會不會容易爆炸？

很多人認為氫氣不安全，是因為近兩年有一起加氫站爆炸事故，但是幾乎每年都會發生多次加油站爆炸，卻很少有人質疑汽油不安全。氫氣的確是存在一定的危險性，但是主要是發生在運輸的過程中，在儲存和使用的時候，氫氣比汽油更安全，因為氫氣的逸散速度快，很快就會飄向空中，不容易沉積，反而更安全。而在氫燃料汽車中，氫氣被儲存在金屬內膽碳纖維鋼瓶里，可以承受70Mpa的壓力。冬奧會崇禮賽區50輛氫能源大巴將使用氫燃料為全球的奧運會參賽選手服務，如果氫氣容易爆炸，是不可能作為奧運會的使用車輛的。

3、到哪里去加氫，加氫貴嗎？

目前從全球來看，只有日本加氫比較方便，所以說，氫氣如果要向民用車普及，還有很長的路要走，但是加氫站的建設也在緊鑼密鼓的實施中，目前，國內加氫站一共有141座，其中119座正在運營，22座已經建成但是還未試運營，另外，還有73座正在建設，預計今年就可以完工，而中石化還計劃在2021年建成100做加氫站。十四五期間，還要建成1000座加氫站，或者油氫合建站。目前我國的氫氣價格是30元每千克，如果按照豐田MIRAI 5.6Kg氫氣能跑850KM計算，大概為0.2元1公里，比可以安裝家充的電動汽車行駛成本高，但是比在外面充電樁充電更便宜。

4、氫氣從哪來？

很多人認為，氫氣需要電解水而來，用電制氫再把氫氣加注到車上，再用氫氣發電，這完全是脫褲子放屁。但是氫氣不止電解水一種來源，電解水出來的氫氣比較純凈，但是我國存在大量的工業副產品氫氣，每年大約有工業副產氫1000 萬噸沒有妥善利用，這部分氫氣被稱為“灰氫”，純度不能達到99.97%的燃料電池車用氫氣國家標準，但是中石化已經研發出了低成本的氫氣提純裝置，可以低成本地將氫氣的純度提升至99.999%，否則，中石化怎么有底氣要建設1000座加氫站？所以還以為氫氣的制取要靠電解水，就有點落伍了。

5、為什么說氫能源是更環保的能源？

相比汽油燃料產生大量排放物，電動汽車看似環保，但是國內的電力大部分依賴于火力發電，而且電池的污染問題不容忽視。氫燃料汽車的所有排放物都是水，而且氫燃料汽車的電池使用類似于混動汽車，本身容量就不高，只是作為中轉站，而且使用壽命長。至于氫氣制取的污染問題，上文已經說過了，本身我國就有大量的工業副產品氫氣，這部分氫氣妥善利用起來，能夠減少化石燃料的污染。

6、氫氣這么好，為什么只有日本在開發？

事實上，日本確實走在了氫能源利用的前面，全球接近70%的氫燃料汽車專利都掌握在日本手里，但是韓國、美國、德國、中國等等國家都未放棄氫能源的研究，只不過日本作為島國，憂患意識最強。氫氣可以從水中提起，地球上也存在大量的氫元素，因此氫氣可以說是取之不盡用之不竭的，一旦取得技術突破，石油美元將崩潰，能源安全問題不復存在。目前國內多個車企正在研發氫燃料汽車，而長城汽車已經研發出續航1000千米的氫燃料汽車，不久就會問世。

7、氫燃料汽車的發展，還存在哪些問題？

氫氣的低成本提純技術已經取得突破，安全也不是困擾氫燃料汽車的問題，那么阻礙氫燃料汽車發展的真正問題在哪呢？其實主要是兩點。

第一點，氫燃料汽車的成本問題，我們都知道，氫燃料汽車的催化劑要使用貴金屬鉑，鉑的全世界產量很低，價格也很貴，大概是黃金的4倍，鉑經常被用來作為氫燃料電池汽車無法產業化的反面理由。不過，技術人員正在抓緊研究降低鉑的使用量，目前本田Clarity催化劑Pt含量降至0.12g/kw，豐田Mirai燃料電池催化劑Pt含量達到0.175g/kw，而我國的鉑用量大概在0.3~0.4g/kw，理想的鉑載量為每車5g，與尾氣催化劑鉑含量接近。

第二點，氫氣的大規模運輸問題，目前高壓氣態儲氫應用最為廣泛，而低溫液態儲氫是比較理想的儲氫技術，將氫氣深度冷凍至21K液化，再裝入隔溫的槽罐車中運輸，65立方米的槽罐車容量，可容納4000kg氫氣。但在目前的技術條件下，不同的運氫方式均有一定程度的危險性。如果能解決大規模，低成本、高安全性的氫氣運輸方法，氫燃料汽車的普及就指日可待了。

對于氫能源有質疑和不信任，是非常正常的事情，因為人們總是會對未知的事物恐懼，當初的電動汽車輻射致死論也是如此，但是不可否認的一點就是，氫能源的確是一種潛力很高的能源，一旦氫能源的技術取得突破，帶來的技術發展將會是革命性的，我們不妨多以鼓勵發展的眼光去看待氫能源的發展。

標簽：液態氫燃料氫氣