氫能源汽車原理

氫燃料汽車工作原理是：氫分子通過燃燒與氧分子結(jié)合產(chǎn)生熱能和水，氫燃料電池通過液態(tài)氫與空氣中的氧結(jié)合而發(fā)電。

氫能的運(yùn)行機(jī)制有四種：電機(jī)、能量電池、儲(chǔ)氫罐和高壓電池。其中，電機(jī)負(fù)責(zé)驅(qū)動(dòng)車輪，能量電池是氫氣和氧氣發(fā)生化學(xué)反應(yīng)的地方，儲(chǔ)氫罐是儲(chǔ)存燃料的燃料罐，高壓電池負(fù)責(zé)提供空電力和啟動(dòng)車輛的啟動(dòng)動(dòng)力。

在日常駕駛過程中，儲(chǔ)氫罐將氫氣輸送到燃料電池，燃料電池將與外部氧氣發(fā)生化學(xué)反應(yīng)，從而產(chǎn)生電能，驅(qū)動(dòng)電機(jī)并驅(qū)動(dòng)車輪。如果需要更多的動(dòng)力輸出，車后的高壓電池會(huì)介入20kW的動(dòng)力驅(qū)動(dòng)單機(jī)。

氫能汽車優(yōu)勢(shì)：

1、排放或近似零排放，綠色環(huán)保。

燃料電池電動(dòng)汽車在本質(zhì)上是一種零排放汽車，燃料電池沒有燃燒過程，只是電化學(xué)催化反應(yīng)，將氫和氧結(jié)合，生成水。

2、能量轉(zhuǎn)換效率高，節(jié)約能源。

燃料電池沒有活塞或渦輪等機(jī)械部件及中間環(huán)節(jié)，不經(jīng)歷熱機(jī)過程，不受熱力循環(huán)（卡諾循環(huán)）限制，故能量轉(zhuǎn)換效率高，燃料電池的化學(xué)能轉(zhuǎn)換效率在理論上可達(dá)100%，實(shí)際效率已達(dá)60%-80%，是普通內(nèi)燃機(jī)熱效率的2-3倍。

3、氫燃料來源廣泛、多樣化，優(yōu)化了能源消耗結(jié)構(gòu)。

燃料電池所使用的氫燃料來源廣泛，自然界中，氫能大量存儲(chǔ)在水中，可采用水分解制氫，也可以從可再生能源獲得。燃料電池不依賴石油燃料，各種可再生能源可以轉(zhuǎn)化為氫能加以有效利用，減少了對(duì)石油資源的依賴，優(yōu)化了交通能源的構(gòu)成。

4、一次加氫續(xù)駛里程長(zhǎng)，加氫時(shí)間短。

一次加氫可以續(xù)航行駛六七百公里，且只要3-5分鐘就可以加滿氫。

5、運(yùn)行平穩(wěn)、低噪聲。

氫燃料的儲(chǔ)存方法：

1、高壓儲(chǔ)氫法：

高壓儲(chǔ)氫法，也稱為氣態(tài)儲(chǔ)氫法，是將氫氣加壓儲(chǔ)存在儲(chǔ)氫容器內(nèi)，形式上和天然氣車CNG氣瓶類似。優(yōu)點(diǎn)是在三種儲(chǔ)氫方式中成本最低，儲(chǔ)氫密度較大，缺點(diǎn)是安全性較低。

2、液態(tài)儲(chǔ)氫法：

液態(tài)儲(chǔ)氫法是在20.28K（-252.77攝氏度）的超低溫下將氫氣液化，然后儲(chǔ)存在低溫容器內(nèi)。優(yōu)點(diǎn)是儲(chǔ)氫密度最大，缺點(diǎn)是成本高，附屬系統(tǒng)龐大，故不適合做車載容器。

3、固體儲(chǔ)氫法：

固體儲(chǔ)氫法，是利用固體對(duì)氫氣的物理吸附或化學(xué)反應(yīng)等作用，將氫儲(chǔ)存于固體材料中。固態(tài)儲(chǔ)存一般可以做到安全、高效、高密度，是氣態(tài)儲(chǔ)存和液態(tài)儲(chǔ)存之后，最有前途的研究發(fā)現(xiàn)。目前常見固體儲(chǔ)氫方式有合金儲(chǔ)氫、納米儲(chǔ)氫等。優(yōu)點(diǎn)是安全穩(wěn)定，缺點(diǎn)是成本過高。

目前，氫的制取、儲(chǔ)存和攜帶成本高、基建設(shè)施投資大等問題困擾著氫燃料汽車的前進(jìn)之路，近來豐田、現(xiàn)代等車企發(fā)布了燃料電池汽車可以說在新能源的路上取得了階段性進(jìn)步。不過，從大范圍來說，燃料電池汽車還處于探索階段，要使其形成規(guī)模，還有許多技術(shù)難題需要解決。