電動(dòng)汽車(chē)vs氫燃料電池汽車(chē)：你應該了解的內幕

　　干掉特斯拉!兩家日本最大的汽車(chē)制造商將在氫動(dòng)力上下重注。豐田將在明年推出售價(jià)5.75萬(wàn)美元的Mirai燃料電池汽車(chē)(FCV)，而氫動(dòng)力先驅本田也將在2016年推出一款氫動(dòng)力汽車(chē)。等等，環(huán)保汽車(chē)不都是電動(dòng)汽車(chē)(EV)嗎?

　　燃料電池汽車(chē)也可以算作電動(dòng)汽車(chē)，但你可以在五分鐘內給電池灌滿(mǎn)燃料，而不是等上幾個(gè)小時(shí)來(lái)充滿(mǎn)電。電動(dòng)汽車(chē)要做到這一點(diǎn)，就必須更換整組電池。那為什么現在只投產(chǎn)了一種燃料電池汽車(chē)，而電動(dòng)汽車(chē)卻無(wú)處不在呢?這就是一個(gè)有關(guān)效率、燃料、污染和政治的故事了。

　　燃料電池汽車(chē)是什么?

　　燃料電池汽車(chē)也是電動(dòng)汽車(chē)，只不過(guò)“電池”是氫氧混合燃料電池。和普通化學(xué)電池相比，燃料電池可以補充燃料，通常是補充氫氣。一些燃料電池能使用甲烷和汽油作為燃料，但通常是限制在電廠(chǎng)和叉車(chē)等工業(yè)領(lǐng)域使用。

　　和普通電池一樣，燃料電池由陽(yáng)極、陰極和電解質(zhì)組成。大部分燃料電池汽車(chē)如Mirai或本田的FCXClarity使用聚合物交換膜燃料電池(PEMFC)。在這一系統中，氫氣受壓通過(guò)鉑催化劑，分解成兩個(gè)氫離子和兩個(gè)電子。這些電子會(huì )驅動(dòng)汽車(chē)的電動(dòng)機，而氫離子會(huì )和氧氣結合成水，以蒸汽“廢氣”的形式排出。通過(guò)將這些電池堆疊在一起，就能為汽車(chē)提供足夠電力。

　　哪些廠(chǎng)商在制造燃料電池汽車(chē)呢?韓國現代在今年夏天推出了Tucson燃料電池汽車(chē)，租期三年，每月需付費499美元，并計劃今年在南加州銷(xiāo)售60輛Tucson。上文提到的豐田Mirai會(huì )在明年上市(出租價(jià)格每月499美元，從加州開(kāi)始);本田的燃料電池汽車(chē)會(huì )在2016年上市(本田最近終止了FCXClarity項目，但在2008年至2014年間出租了45輛);寶馬很快就會(huì )宣布一款燃料電池驅動(dòng)的原型車(chē)，并同意與豐田共享技術(shù);包括通用汽車(chē)在內的其他汽車(chē)制造商也在測試燃料電池汽車(chē)。

　　氫氣來(lái)自哪里?

　　如果你想要一輛百分百環(huán)保的燃料電池汽車(chē)，就必須以不造成污染的方式來(lái)制造氫氣。這可不容易，目前最好的方法是通過(guò)電解水來(lái)制造氫氣，即用電將水分解成氧氣和氫氣。目前最好的電解水系統的能量轉化率只有80%，并不怎么高效。

　　甲烷轉化(上圖)要更劃算，但卻會(huì )造成污染。蒸汽需要加熱到700到1000攝氏度，然后與甲烷結合生成氫氣和一氧化碳，以及少量二氧化碳。得益于水力壓裂法生產(chǎn)的大量天然氣，美國有95%的氫氣通過(guò)這種方法來(lái)制造。

　　如何購買(mǎi)氫氣?

　　電動(dòng)汽車(chē)已經(jīng)在道路上(和你家中)建立了充電基礎設施，但氫氣銷(xiāo)售點(diǎn)卻很少，相隔距離也很遠。這部分是由于缺少需求，還有就是建造成本高昂。普通的電動(dòng)汽車(chē)充電站只需花數十萬(wàn)美元來(lái)建造，特斯拉的超級充電站建造成本高達30萬(wàn)美元。但建造一個(gè)氫氣燃料站需要花費100萬(wàn)至200萬(wàn)美元，因為需要解決處理液態(tài)氫氣的問(wèn)題。因此，美國現在只有大約50個(gè)氫氣燃料站，其中22個(gè)位于加州。

　　為什么這么貴?

　　根據AutoblogGreen披露的細節，氫氣燃料站的主燃料箱以至少負250攝氏度的溫度存儲著(zhù)近1萬(wàn)加侖液態(tài)氫氣。和天然氣或柴油不同，液態(tài)氫氣保存在地面上的一個(gè)特別區域，與泵分離。然后液態(tài)氫氣會(huì )在汽化塔內轉化成氣體，然后加壓傳輸給更小的儲罐來(lái)銷(xiāo)售。

　　《人車(chē)志》(CarandDriver)描述了充氣過(guò)程：

　　首先需要將一個(gè)多管通信插頭插入汽車(chē)，以了解其燃料需求

　　接著(zhù)需要連上氫氣噴嘴，用扭鎖和泵來(lái)密封

　　一些燃料電池汽車(chē)可以同時(shí)接受350個(gè)大氣壓和700個(gè)大氣壓的氫氣，后者的行程更遠。只需3分鐘到5分鐘就能充滿(mǎn)700個(gè)大氣壓的氫氣，價(jià)格約3美元至3.5美元GGE(每加侖汽油當量)。

　　豐田和本田將向買(mǎi)家免費提供三年氫氣。豐田計劃逐步增加在美國的氫氣燃料站數目，將在加州新建19個(gè)，并在紐約和羅德島之間建造12個(gè)。加州已撥款2億美元用于興建氫氣燃料站，并想在2016年時(shí)將這一數目增至40個(gè)。不過(guò)，幾乎沒(méi)有其他州宣布類(lèi)似計劃，意味著(zhù)燃料電池汽車(chē)早期用戶(hù)想要環(huán)游美國會(huì )有困難。