浅谈氢能源汽车的发展前景

朱晏萱　孙如田

摘 要：氢能源汽车具有诸多优势，但是在技术、政策以及用户需求方面还存在许多不确定性，相信随着未来技术的不断进步，氢能源汽车还是有着很大的发展空间，也会成为广大汽车使用者的首选之一。本文就几种新能源汽车进行分析，指出各种类型优缺点，着重分析氢能源汽车的应用发展前景。

关键词：氢能源汽车 纯电动汽车 发展前景

Talking about the Development Prospects of Hydrogen Energy Vehicles

Zhu Yanxuan Sun Rutian

Abstract：Hydrogen energy vehicles have many advantages， but there are still many uncertainties in terms of technology， policies， and user needs. It is believed that with the continuous advancement of technology in the future， hydrogen energy vehicles still have a lot of room for development and will become the majority of vehicles， and one of the users' first choice. This article analyzes several new energy vehicles， points out the advantages and disadvantages of various types， and focuses on the application and development prospects of hydrogen energy vehicles.

Key words：hydrogen energy vehicles， pure electric vehicles， development prospects

现如今随着人们生活水平日益提高，人们对生活质量的要求也越来越高，在日常出行中，汽车已经成为人们生活中不可缺少的一部分。根据公安部提供相关数据显示，到2020年底，我们国家全民汽车保有量达2.81亿辆，其中新能源汽车占汽车总保有量的1.75%，比前一年增长29.18%。新能源汽车每年超过100万辆增量，已经连续3年，并且呈持续高速增长趋势。

表1，2014～2020年中国新能源汽车产销量统计情况。

新能源汽车有着巨大优势，主要体现在环保、经济、舒适和操控性好等方面，在现阶段已经成为众多用户的首选，新能源汽车主要包括纯电动汽车、氢能源汽车、混合动力汽车、燃料电动汽车和其他新能源汽车[1]。纯电动汽车目前是客户使用最多的新能源汽车。而氢能源汽车作为新能源汽车的种类之一，有着自己独特的优势，在未来市场中，也会成为用户的选择。本文就氢能源汽车的一些知识和发展前景作以简單分析。

氢能源汽车顾名思义就是以氢能源作为燃料，是为汽车的提供动力的来源。氢能源汽车发动机分为氢燃料发动机和燃料电池发动机[2]，氢燃料发动机是用氢能源来替代原来的汽油，完全用氢能源做燃料，氢能源和氧气发生化学反应之后的产物只有水和氮的氧化物，对发动机产生的损害非常小，而且几乎不会产生污染，对环境没有任何危害，这种是纯氢燃料发动机;氢能源在作为汽车发动机的燃料时，还可以作为燃料的一部分，和其他的燃料一起使用，通过在燃料中掺杂一部分氢能源，可以有效地提高汽油机的使用性能，称为掺氢燃料发动机[3]。而氢燃料电池就是一种发电装置，原理和发电厂一样，是将化学能转化为电能的直接发电装置。由于不需要经过热能和机械能（发电机）的中间变换，所以能量利用率高，而且便于携带。

氢能源汽车提供动力的主要能源是氢，氢在自然界是以化合物的形式存在的，对于氢的研制主要有以下几种方法：

1.分解水制氢

水能是可以再生资源，价格也很低廉，利用水力发电来电解水制氢是常用的一种制氢方法;特别是太阳能制氢当中的热化学直接分解水、光电化学分解水、光-热发电电解水、光催化分解水等制氢技术都发展很就，是不久的将来取代化石燃料的发展方向。对于水力资源、风力资源、太阳能丰富地区，电解水不仅可以制造廉价的氢，还可以实现资源的合理互补利用，具有一定的现实意义。

2.化石燃料制氢

全球绝大所述用氢都是利用石油、煤炭以及天然气等化石燃料制取的。虽然制氢消耗了自然界中有限的化石原料，但是在还没有更加先进和成熟的制氢方法出现之前，在未来一段时间仍然是获取氢的重要途径。

3.生物制氢

生物制氢方法也是目前制氢的主要方法之一，是利用生物产生氢气，包括微生物产氢和生物质气化热解产氢等等，原料来源丰富、反应条件温和、能耗低和不消耗矿物资源并且节能、清洁、环保等优点。

氢的储存和运输技术是发展氢能源有效利用的最主要问题，目前较为常用的储存和运输方式有：氢的压缩即高压氢的储存与运输，就是都把氢气压缩到压力为25～30MPa甚至更高，装在储氢的高压容器-特制钢瓶中，便于存储和运输，但是由于氢气的密度低，所以氢气的重量比钢瓶重量低得多，而且存在爆炸危险，是一种效率较低的方法;氢的液化储存与运输，氢在常温下是气态，体积大，较好的储存和运输方式就是将氢液化，运输液氢，但是生产液氢技术较差，工艺流程比较落后，设备陈旧，生产规模也小。所以液氢由于价格昂贵，应用范围有限;

金属氢化物储存与运输，储氢金属或合金是指在一定温度和氢气压力下，能可逆地大量吸收、储存和释放氢气的金属间化合物，金属氢化物储氢是目前因为最广泛的储氢材料，具有储氢能耗低、容量高、制备技术工艺成熟、安全可靠等优点。