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)氫與空氣中的氧結合而發(fā)電。

氫能的運行機制有四種：電機、能量電池、儲氫罐和高壓電池。其中，電機負責驅(qū)動車輪，能量電池是氫氣和氧氣發(fā)生化學反應的地方，儲氫罐是儲存燃料的燃料罐，高壓電池負責提供空電力和啟動車輛的啟動動力。

在日常駕駛過程中，儲氫罐將氫氣輸送到燃料電池，燃料電池將與外部氧氣發(fā)生化學反應，從而產(chǎn)生電能，驅(qū)動電機并驅(qū)動車輪。如果需要更多的動力輸出，車后的高壓電池會介入20kW的動力驅(qū)動單機。

氫能汽車優(yōu)勢：

1、排放或近似零排放，綠色環(huán)保。

燃料電池電動汽車在本質(zhì)上是一種零排放汽車，燃料電池沒有燃燒過程，只是電化學催化反應，將氫和氧結合，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械部件及中間環(huán)節(jié)，不經(jīng)歷熱機過程，不受熱力循環(huán)（卡諾循環(huán)）限制，故能量轉(zhuǎn)換效率高，燃料電池的化學能轉(zhuǎn)換效率在理論上可達100%，實際效率已達60%-80%，是普通內(nèi)燃機熱效率的2-3倍。

3、氫燃料來源廣泛、多樣化，優(yōu)化了能源消耗結構。

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，減少了對石油資源的依賴，優(yōu)化了交通能源的構成。

4、一次加氫續(xù)駛里程長，加氫時間短。

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、運行平穩(wěn)、低噪聲。

氫燃料的儲存方法：

1、高壓儲氫法：

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

2、液態(tài)儲氫法：

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

3、固體儲氫法：

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

目前，氫的制取、儲存和攜帶成本高、基建設施投資大等問題困擾著氫燃料汽車的前進之路，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，還有許多技術難題需要解決。