随着新能源汽车政策的逐渐明朗，各种品牌下的新能源车型纷纷推出，而且种类众多，而另外一种形式的新能源车型也逐渐开始在市场出现，有人甚至断言，这种新能源车型比电力驱动还要干净，会成为未来的趋势，他就是氢动力能源汽车，到底在未来他能否超越纯电动汽车呢？

氢燃料电池是如何工作的

氢燃料电池是一部简单的机器，它的技术核心是内部的质子交换膜。薄膜的一侧是纯氢，另一侧是普通空气（80%的氮气，20%的氧气，还有微量的其他物质）。由于氢原子和氧原子极易结合（2个氢原子和1个氧原子总是会结合并产生1个水分子），因此这个质子交换膜的存在是非常关键的。

质子交换膜允许氢原子通过来和氧原子结合，前提是它必须放弃自己的电子。在这个过程当中，电子会顺着电池侧壁的金属（油铂金等高度导电的材料制成）回到氢原子当中，从而产生我们可以使用的电流。由于氢原子和氧原子的结合只会产生一些水分子，因此这个过程所产生的电能是无污染的。 
氢燃料电池车主要由高压储气罐、氢燃料电池堆栈、燃料电池升压器、动力蓄电池组、驱动电动机和动力控制单元等组成。
 

制氢难题

由于氢氧之间这种如胶似漆的关系，我们的大气中是不存在纯氢的，它们都被转化成了水覆盖在地球上。因此想要获得氢动力，我们需要先把氢放进燃料电池当中。

获取氢的方式有很多，它们有难有易。在19世纪，人们会把铁屑放进硫酸桶当中来产生氢气，然后通过管道把氢气导入气球使其升空。这种方式虽然可行，但无法进行大规模应用，而且还会产生有毒废料。

你也可以使用电解来拆分水分子，以获得纯氢和纯氧。但由于热力学定律的存在，你能从氢中重新获得的电力实际上要低于拆分水分子所消耗的电力。此外，火力发电仍是目前最普及的发电方式，这种方式也并不环保。

第三种方式同样也很麻烦。你需要对天然气进行重组，打破其烃分子来释放氢。但这种方式依然需要依赖于火电，且拆分氢的同时还会产生二氧化碳。

此外，研究者目前还在研究利用藻类光合作用制氢的可行性。虽然这种方式是否能够大规模应用仍是个未知数，但它起码要比某些方式更环保。 

氢燃料汽车优点：

1、排放几乎为零

燃料电池采用的燃料是氢和氧，生成物是清洁的水。它本身工作不产生CO和CO2，也没有硫和微粒排出， 没有高温反应， 也不产生NOx。如果使用车载的甲醇重整催化器供给氢气， 仅会产生微量的CO和较少的CO2。

2、能量转化效率高

燃料电池的能量转换效率可高达60％～80％，为内燃机的2～3倍。

3、寿命长

燃料电池本身工作没有噪声，没有运动性，没有振动，其电极仅作为化学反应的场所和导电的通道，本身不参与化学反应，没有损耗，寿命长。

（4）燃料来源广泛

氢燃料来源广泛，可以从可再生能源获得，不依赖石油燃料。

氢燃料汽车缺点：

1、目前大部分氢燃料电池的综合能量转化率，远没有纯电动高，如果是可再生方法，效率一般较发电为污染的生产过程的副产物；如果是电力制氢，白白增加一道造成能量损耗的工序。综合起来单就行驶的能源消耗可能没有纯电动或插电混动经济环保。

2、氢燃料电池技术不够成熟

成本较高目前缺乏加氢的基础设施，而且跟充电站的建设一样，存在先有鸡还是先有蛋的像汽车充电起步初期可以多利用家庭设备推动普及，慢慢扩展到公共充电桩和大型快速充电站，而只能一步调到大型加氢站。早期基础设施推广阻力大，反过来造成燃料电池汽车销量难以扩大。这个是最大的硬伤。

3、另外燃料电池汽车如何加注发电用的燃料就是个问题。

 

发展瓶颈

1.氢气的来源问题。氢气不像氮气和氧气是空气中的最主要组成元素，想得到氢气可以通过电解水，但这可是个不太经济的方法，能量损失极大。此法先从电解水开始，耗费电能，产生氢气，氢气再发电过程中还会有能量损失。目前最好的电解水系统的能量转化率只有80%，并不怎么高效。
再来看甲烷转化氢气方面，蒸汽需要加热到700-1000摄氏度，然后与甲烷结合生成氢气和一氧化碳，以及少量二氧化碳，美国有95%的氢气通过这种方法来制造。甲烷转化虽然要更划算，但却会造成污染。有研究显示，甲烷基础设施的露情况比原先想象的还糟糕（最高达7%）。而作为温室气体，甲烷的温室效应是二氧化碳的86倍。如果你想要一辆百分百环保的燃料电池汽车，就必须以不造成污染的方式来制造氢气，这并不容易。

2.加氢站成本昂贵。电动汽车已经在道路上（家中）建立了充电基础设施，但氢气销售点却很少，相隔距离也很远。这是由于缺少需求，还有就是建造成本高昂。普通的电动汽车充电站只需花费数十万美元来建造，即使是特斯拉的超级充电站建造成本也仅有30万美元。但建造一个氢气燃料站却需要花费100万-200万美元，因为需要解决处理液态氢气的问题。

3.金属铂稀缺。在氢燃料电池发电的过程中会用到金属铂作为催化剂。这种金属就是铂金戒指的铂，产量小且价格昂贵。想要大规模生产氢燃料电池，铂就是瓶颈，而且完全没有规模化后成本减少的效应，反而需求越多就会越贵。

4.氢气的安全性。有人说带着氢气瓶就像带个氢弹，这在无形中造成了很多人对安全问题的担忧。但实际上，氢比石油要安全得多。储氢罐的密封较好，形成低温高压的空间，使其液化后能大量储存。

至于泄漏之后的安全性，反而氢气更安全。氢是最轻的气体，扩散性极强，它的扩散系数比空气大3.8倍，比汽油大7.5倍。泄漏之后会直线向上运动，即使形成火焰，那也是一维的火焰直线，指向天空；而油类燃料则是向四周蔓延，形成面的燃烧，反而更不安全。氢气的比重低，易向上逃逸，所以少量的氢气泄漏，可以在空气中很快被稀释成安全的混合气，这使得发生事故时影响范围要小得多。
 

以氢气为汽车燃料这种说法刚出来时吓人一跳，但事实上是有根据的。氢具有很高的能量密度，释放的能量足以使汽车发动机运转，而且氢与氧气在燃料电池中发生化学反应只生成水，没有污染。因此，许多科学家预言，以氢为能源的燃料电池是21世纪汽车的核心技术，它对汽车工业的革命性意义，相当于微处理器对计算机业那样重要。