由于内燃机有毒排放物造成的有害影响，车辆相关技术对清洁能源的需求每天都在增加。现有环保车辆中使用的技术随着时间的推移而发展。本文将讨论电动汽车和氢能汽车、它们的类型、氢能和电动汽车之间的比较、最近的研究、前景以及氢能汽车是否会取代电动汽车。
什么是氢燃料汽车？
使用氢燃料的各种车辆统称为氢燃料汽车。这些汽车可以使用内燃机、燃气涡轮发动机或氢燃料电池作为推进系统。
通常使用两种类型的氢动力发动机：一种使用氢气代替汽油或天然气的传统内燃机，另一种使用氢燃料电池。
与加油站类似，氢燃料汽车也有加氢站。蒸汽-甲烷重整是一种生产氢气的过程，然后将氢气储存在加氢站中。
什么是电动汽车？
电动汽车由使用电能的电动机而不是内燃机驱动，并且没有燃料箱。 依靠电池供电的电动汽车被归类为电池电动汽车（BEV）。还有其他类似的技术，例如插电式混合动力电动汽车 (PHEV)。
氢燃料汽车的类型
使用传统的内燃机
工程解决方案旨在优化氢气-空气混合物的燃烧、开发电源系统并减少爆炸危险。 这个概念还没有被广泛采用。此外，这样的车辆的操作是不安全的并且需要非常高的成本。
使用燃料电池
燃料电池氢燃料汽车与电动汽车基本相似。不同之处在于，在传统的电动汽车中，电池是从外部来源充电的，而在氢燃料汽车中，电力是不断从燃料电池中汲取的。 氢发动机有两个腔室（用于阳极和阴极），由涂有稀土金属的膜隔开，用作催化剂。 由于水解反应，阳极室中的氢气与阴极中大气中的氧气结合，变成水蒸气。 这个过程伴随着自由电子的释放，这些电子进入汽车的电网，提供动力。 大多数氢燃料汽车使用称为燃料电池电动汽车 (FCEV) 的燃料电池技术。
氢能汽车与电池电动汽车 (BEV) 的比较
电池电动汽车具有建立在已经广泛的电网基础设施上的显着优势，这意味着世界上几乎每个电源插座都可以用作充电站。
另一方面，燃料电池电动汽车面临着从头开始开发全新基础设施的挑战。 对于纯电动汽车而言，开发更传统的快速充电站是唯一的障碍。虽然这不是一个微不足道的问题，但它比建立一个新的氢气制造、运输、储存和分销产业要简单得多。
此外，电力储存在氢燃料电池电动汽车的电池中。因此，两者之间有很多相似之处。如果电池电动汽车因电池供电系统的局限性和缺陷而受到批评，那么同样的批评也适用于氢燃料电池电动汽车。
汽车制造商首选的技术
汽车行业尚未就如何消除汽车尾气达成共识。大多数制造商更喜欢电池电动汽车，但少数制造商坚持试图使燃料电池氢动力系统成功运行。
丰田、现代和通用汽车最不愿意放弃氢技术，氢技术可以实现零排放，但效率远低于 BEV。 燃料电池电动汽车在引发公众反应方面相对不成功。
基础设施似乎是主要障碍；尽管使用了燃料电池，但电动汽车在其整个能量循环中的整体效率大大降低。 大多数电动汽车的夜间充电发生在司机的房子里，尽管氢燃料电池汽车并非如此。
即使燃料电池电动汽车仍然在商用卡车市场上占有一席之地，但最近的研究对其可行性提出了质疑。
氢能源汽车的未来
Nature Electronics 最近于 2022 年 1 月发表的一项研究表明，燃料电池电动汽车技术在未来不会在可持续道路运输中发挥重要作用。
尽管某些制造商声称他们将在未来几年内推出燃料电池电动汽车，但该行业已逐渐转向电池电动汽车。
根据研究结果，由于电池技术的最新发展和电池电动卡车的新兆瓦充电标准，预计下一代电动卡车的市场份额将超过燃料电池氢汽车。
