最環保的汽車

高峰

一提到新能源汽車，第一印象就是特斯拉電動汽車。其實，純電動汽車并不能完全做到環保無污染。相比之下，氫氣才是真正的無污染、零排放。

早在二十世紀六十年代，氫燃料電池就已經成功地應用于航天領域。進入七十年代以后，隨著人類不斷地掌握多種先進的制氫技術，氫燃料電池很快就被運用于發電和汽車。波音公司于2008年4月3日成功試飛了一架以氫燃料電池為動力源的小型飛機。

氫燃料電池汽車

氫燃料電池汽車尾氣僅排放水，可以實現零污染排放。這種汽車無需注滿汽油或者柴油，而是由氫氣作為燃料。將氫氣注入汽車燃料缸中，與燃料電池發生化學反應，氫和空氣中的氧發生反應，轉換為電能驅動汽車行駛，這一化學反應過程唯一的副產物就是水或者蒸汽，完全沒有二氧化碳，非常環保。

以豐田首款氫燃料電池車Mirai為例，充滿燃料的Mirai擁有接近傳統汽油車的巡航里程，達到約500千米，同時它在動力上也不弱，Mirai的最大功率為153馬力（113千瓦），最大扭矩335牛米，最高時速可達到178千米/小時，百公里提速僅需9.6秒，完全能夠應付日常的行車需求。即便燃料用光了，將燃料回填補滿的時間也僅需約3分鐘，和傳統汽油車的加油時間差不了多少。

氫燃料電池的工作原理

和普通電池一樣，燃料電池由陽極、陰極和電解質組成。大部分燃料電池汽車使用聚合物交換膜燃料電池（PEMFC）。氫燃料電池的基本工作原理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，氫原子中的一個電子被分離出來，失去電子的氫離子（質子）穿過質子交換膜，到達燃料電池陰極板（正極），與氧原子和氫離子重新結合為水。

由于供應給陰極板的氧可以從空氣中獲得，因此只要不斷地給陽極板供應氫，給陰極板供應空氣，并及時把水（蒸氣）帶走，就可以不斷地提供電能。由于氫燃料電池不儲能，確切地講應該稱為氫發電裝置。

燃料電池VS電動汽車

燃料電池汽車相比電動汽車的主要優勢就是方便。氫氣燃料電池汽車只需三到五分鐘就能充滿長途行駛所需的氣量（700個大氣壓的氫氣），而不用等上幾個小時來充滿電。電動汽車要做到這一點，就必須更換整組電池。充電最快的TeslaModel s也至少需要二十分鐘才能充滿電，但行駛的距離還不到氫氣燃料電池汽車的一半，這讓燃料電池汽車更方便日常使用。汽車制造商們據此認為，希望使用更環保汽車的消費者也許會認為燃料電池汽車要比電動汽車更實用。

在性能和環保方面，燃料電池汽車使用和電動汽車一樣的電動馬達，所以性能表現差不多。但燃料電池會更適合皮卡，目前鋰電池并沒有辦法滿足這些車型的需要，而且鋰電池要比燃料電池組（氫氣箱）重得多。

燃料電池汽車的售價和維護費用要比電動汽車貴，豐田Mirai、日產Leaf的售價要比特斯拉便宜不少。目前，給燃料電池汽車補充的氫氣價格約為3美元（每加侖汽油當量），經估算，給一輛車加滿氫氣需要花費約50美元。這意味著，一輛燃料電池汽車的維護成本是普銳斯混合動力汽車的兩倍，是電動汽車的四倍。

制造和使用綠色氫氣的費用更高。燃料電池汽車的主要問題是制造氫氣燃料要消耗比普通電動汽車更多的能源，污染也是個很嚴重的問題。除了甲烷轉化，獲得綠色氫氣的唯一可行的方式是通過電解。

盡管如此，氫燃料電池汽車已經量產，并已開始售賣。豐田氫燃料電池車Mirai在海外的起價為57500美元（約合人民幣35.7萬元）。

氫氣燃料電池汽車還處于早期階段，但是我們對它的未來充滿信心。