電動汽車 vs. 氫燃料電池汽車:你應該瞭解的內幕

幹掉特斯拉!兩家日本最大的汽車製造商將在氫動力上下重注。豐田將在明年推出售價5.75萬美元的 Mirai 燃料電池汽車(FCV),而氫動力先驅本田也將在 2016 年推出一款氫動力汽車。等等,環保汽車不都是電動汽車(EV)嗎?

燃料電池汽車也可以算作電動汽車,但你可以在五分鐘內給電池灌滿燃料,而不是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。那為什麼現在只投產了一種燃料電池汽車,而電動汽車卻無處不在呢?這就是一個有關效率、燃料、污染和政治的故事了。

燃料電池汽車是什麼?

燃料電池汽車也是電動汽車,只不過“電池”是氫氧混合燃料電池。和普通化學電池相比,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和叉車等工業領域使用。

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如 Mirai 或本田的 FCX Clarity 使用聚合物交換膜燃料電池(PEMFC)。在這一系統中,氫氣受壓通過鉑催化劑,分解成兩個氫離子和兩個電子。這些電子會驅動汽車的電動機,而氫離子會和氧氣結合成水,以蒸汽“廢氣”的形式排出。通過將這些電池堆疊在一起,就能為汽車提供足夠電力。


哪些廠商在製造燃料電池汽車呢?韓國現代在今年夏天推出了 Tucson 燃料電池汽車,租期三年,每月需付費 499 美元,並計劃今年在南加州銷售 60 輛 Tucson。上文提到的豐田 Mirai 會在明年上市(出租價格每月 499 美元,從加州開始);本田的燃料電池汽車會在 2016 年上市(本田最近終止了 FCX Clarity 項目,但在 2008 年至 2014 年間出租了 45 輛);寶馬很快就會宣佈一款燃料電池驅動的原型車,並同意與豐田共享技術;包括通用汽車在內的其他汽車製造商也在測試燃料電池汽車。

氫氣來自哪裏?

如果你想要一輛百分百環保的燃料電池汽車,就必須以不造成污染的方式來製造氫氣。這可不容易,目前最好的方法是通過電解水來製造氫氣,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%,並不怎麼高效。

甲烷轉化(上圖)要更划算,但卻會造成污染。蒸汽需要加熱到 700 到 1000 攝氏度,然後與甲烷結合生成氫氣和一氧化碳,以及少量二氧化碳。得益於水力壓裂法生產的大量天然氣,美國有 95% 的氫氣通過這種方法來製造。

如何購買氫氣?

電動汽車已經在道路上(和你家中)建立了充電基礎設施,但氫氣銷售點卻很少,相隔距離也很遠。這部分是由於缺少需求,還有就是建造成本高昂。普通的電動汽車充電站只需花數十萬美元來建造,特斯拉的超級充電站建造成本高達 30 萬美元。但建造一個氫氣燃料站需要花費 100 萬至 200 萬美元,因為需要解決處理液態氫氣的問題。因此,美國現在只有大約 50 個氫氣燃料站,其中 22 個位於加州。

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