氢能汽车,氢能汽车原理是什么

氢能源汽车为什么要使用昂贵的燃料电池？直接使用内燃机燃烧氢气不行吗？

第一个原因，燃烧形式的话就变成了热机，也就是内燃机，内燃机天生效率很低，现在也仅有马自达用很苛刻的条件达到了50%的汽油机热效率，而如果使用电力驱动的能量利用效率很高，超过70%也是有可能得。

二，既然用电驱动效率高为什么不直接用电池蓄电，而是用燃料电池，这是因为，如果用蓄电池的话，车辆的重量增加太多导致综合能量利用效率很低，而燃料电池车重量和燃油车基本一致，既提高了燃料利用效率，又减少了重量

我来分享一下，首先说明一下，这个技术不是新的想法，氢内燃机技术已经研究了很多年了，但是目前的研究结果是和燃料电池相比没有优势，因此最近几年氢内燃机逐渐沉寂了。下面简单分享一下氢内燃机技术：

一、氢内燃机技术研究的历史

氢燃料的内燃机概念是非常吸引人的，因为理论上氢气H2燃烧的产物是H2O水，没有有害排放物，也完全不排放CO2，同时地球上的氢获取非常方便，通过电解水即可。因此看起来氢简直是完美的内燃机燃料。宝马和马自达都在氢内燃机技术上进行了大量的研究：

1.宝马氢内燃机研究项目

从上世纪90年代开始宝马开始了氢内燃机的研究，并把氢内燃机作为其核心的未来技术进行研发。宝马在传统7系V12汽油发动机的基础上改造了一款氢燃料发动机用来验证氢燃料内燃机的可行性，主要改造的是氢气喷射系统，火花塞等。宝马改造后称为Hydrogen 7轿车，也就是氢燃料内燃机的宝马7系。

宝马V12氢内燃机

1.氢燃料电池改变一直基于瓦特蒸气机原理和电磁感应原理发电的老路。

2.氢燃料电池减少了能量转换环节，提高了能源利用效率，直接利用产生电能。

3.氢燃料电池直接利用电荷分离技术产生电流，实质它是一台发电机。

基于上述3点可以说明了，为啥不用内燃机再发电解决方案，而是采用氢燃料电池做法的理由。

第一点，不管什么做燃料，用在汽车上的内燃机，技术早就出现瓶颈。最大热销提升一点都非常困难，你就是把汽油换成氢，内燃机的效率也不会太高。

内燃机应用范围很广，但是用在汽车上的时间越来越少了，各国都推出了停用内燃机的计划。如果不是电池技术早早进入瓶颈期，这些计划不会如此保守的。

第二点，对于发动机来说，氢并不是一种好的燃料。虽然液氢的热值高，但是它的密度小，这就意味着同等重量的液氢体积更大。体积大了“油箱”就大，加上储存条件有要求，如果效率不高用氢做能源就没有意义。

因为这一点，对燃料要求比较高的像飞机、轮船都不会用氢做燃料，火箭也在研发新的替代品。

氢做燃料的话，跟汽油、柴油相比，优势可能就剩下干净、没有腐蚀性了，这点对汽车来说并不是很重要。人们用氢燃料电池汽车是因为它效率够高，按内燃机的算法可以达到百分之八九十吧——相比之下百分之四五十的氢内燃机就没什么发展的必要了。

氢的沸点温度很低，作为液态燃料使用，在小型车载条件下，几乎不可能，因此，小型车使用氢燃料，只能是压缩气态，燃料罐能携带的氢燃料非常有限。

压缩氢燃料热值和同样容量的压缩天然气差不多，而天然气无论是获得，还是储运成本要低得多，自然条件下，天然气资源很多，而地球上几乎没有天然氢燃料资源，因此，氢燃料作为内燃机燃料，即使可行，也不经济，没有竞争力。

氢燃料之所以是燃料电池的理想燃料，是因为氢燃料经过氧化反应后，反应生成物为液态或气态的水，不会在电池腔体形成固态凝结物，堵塞腔体、或结垢于触媒表面，而无论是天然气还是乙醇，都含有碳，很可能形成固态凝结物，从而影响燃料电池寿命。

用压缩氢气存储的氢燃料，虽然车载量很有限，但因为燃料电池的高效率，弥补了燃料数量的不足，可以获得五六百公里的里程。有一定的实用性，但其依赖稀有金属触媒，以及面临储运方面等难以解决的问题，实用性也是值得怀疑的。