氫氣車

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BMW Hydrongen 7 的加氣口
Linde的液體氫氣箱

氫氣車分為兩種,(HICEV)是以內燃機燃燒氣(通常透過分解甲烷或電解取得)及空氣中的氧產生動力,推動的汽車。而氫燃料電池車(Fuel cell vehicle-FCEV)是使氫或含氫物質及空氣中的通過燃料電池以產生電力,再以電力推動電動機,由電動機推動車輛。这类车辆的发电厂把氢的化学能转换为机械能,或者是通过燃烧的内燃机中的氢,或通过在燃料电池中的氧与氢反应来运行电动机。广泛使用氢助长交通是在提议中的氢经济的一个关键因素。[1]

使用氫為能源的最大好處是它能跟空氣中的,產生水蒸氣排出,有效減少了其他燃油的汽車造成的空氣污染問題。

HICEV一般內燃機為基礎改良而成,要實現並不困難,困難之處在於如何降低成本及達至安全,以及安全地解決氫氣供應、儲存的問題後才可以推出市場。

高速車輛、巴士、潛水艇火箭已經在不同形式使用氫。

氫燃料電池動力[编辑]

1960年代後期,Roger E. Billings製造了燃料電池的原型。

三個發展障礙[编辑]

在燃料電池氫汽車的發展主要有三個障礙。

首先,氫的密度很低,就算燃料以液態形式儲存在低溫瓶或壓縮氣體瓶,在那些空間能夠儲存的能量十分有限,而氫汽車比起其他汽車就十分受限。而氫氣也不應該大量外溢到大氣層中,不然可能會破壞臭氧層。有些研究已經用特別結晶體來儲存氫在較高密度的環境中,而且更安全。

另外一種方法是不儲存氫分子,而使用氫重組器來從傳統燃料如甲烷汽油乙醇,提取氫。很多環保分子對此想法不感興趣,因為它依賴了化石燃料。可是,這是有效的重組程序,而且避免了儲存及運送氫的難題。使用重組過的汽油或乙醇來推動燃料電池,不但幾乎無空氣污染問題,能量轉換效率也比內燃機高(可有效減少二氧化碳排放)。

其次,製造在氫汽車提供電力可靠燃料電池,耗資頗高。科學家努力研究令燃料電池的成本盡量便宜,同時又有足夠硬度以抵受撞擊和震動這些汽車的基本問題。燃料電池的設計大都脆弱,故不能在那些情況下保存。加上很多設計都需要稀有物如作為催化劑,令工作更順暢,而催化劑可能污染氫的純淨度,不利氫的提供。

第三個問題是氫可作為能量的攜帶者而非能源。它必須從化石燃料或其他能源提取,因此引起能量的流失(因為從其他能源到氫又回到能量的轉換並非百分百有效)。

  目前可能的方法是發展新的核反應爐,提供高溫及電能,電解高溫水蒸氣的效率較高;但是新的核反應爐必許滿足「無核廢料問題」及「不維持就停止反應」的基本條件。

加拿大 Solar Hydrogen Energy Corporation 公司於 2004年展示直接從太陽和水,透過金屬的催化劑,產生了氫的方法。這或能使從太陽能轉成氫有一個便宜、直接、清潔的途徑。[1]

氫內燃機動力[编辑]

本田FCX Clarity是氫燃料電池演示車, 2008

氫內燃車和氫燃料電池車不同。氫內燃車是傳統汽油內燃機車的帶小量改動的版本。氫內燃直接燃燒氫,不使用其他燃料或產生水蒸氣排出。這些車的問題是氫燃料很快耗盡。載滿氫氣的油缸只能行駛數英里,很快便沒能量。另一方面,各色各樣的方法正在研究以減少耗用的空間,例如用液態氫氫化物

1807年Isaac de Rivas製造了首輛氫內燃車。可惜該設計甚不成功。寶馬的氫內燃車有更多的力量,比氫燃料電池車更快。寶馬的氫汽車以三百公里每小時創下了氫汽車的最高速記錄。馬自達已在開發燒氫的轉子引擎。該轉子引擎反覆轉動,故氫從開口在引擎內的不同部分燃燒,減少突然爆炸這個氫燃料活塞引擎的問題。

其他重要汽車生產商如通用汽車DaimlerChrysler公司,投資在較慢較弱但較有效的氫燃料電池。

產業發展[编辑]

多間公司都有研發氫氣車,資金有來自私人及政府,但福特汽車已經放棄,並將資源投放於純電動車[2]雷諾-日產聯盟在2009年宣佈停止研發氫氣車[3]通用汽車公司在2009年10月宣布減少在氫氣車的研發,原因是認為氫氣車距實用化還有相當距離[4]。 2009年,日產在日本發起新FCV計劃,之後在10月,日產福特汽車通用汽車現代集團豐田戴姆勒雷諾起亞汽車發表聯合聲明,將研發燃料電池車,預計2015年完成。2011年,現代集團發表其Blue2燃料電池車(FCEV),預計2014年推出。

已上市氫氣車[编辑]

BMW Hydrogen 7
  • BMW Hydrogen 7,使用氫與汽油兩用內燃機,2007年限量生產上市 (使用氫燃料時最遠行程為200km)。
  • HONDA FCX Clarity,使用氫燃料電池,2008年以出租車輛推出,預計2018年正式大量生產。但2010年Honda推出純電動車。


量產原型車[编辑]

  • 氫燃料電池
    • FIAT Panda Hydrogen
    • Ford Focus FCV
    • GM HydroGen3
    • Hyundai
      • Santa Fe FCEV-Fuel cell
      • Tucson FCEV-Fuel cell
      • ix35 FCEV-Fuel cell
    • Mercedes-Benz
      • A-Class F-Cell
      • B-Class F-Cell
    • VW
      • Bora Hy-motion
      • Touran Hy-motion
  • 氫與汽油兩用內燃機
  • 氫與汽油兩用內燃機 + 電池動力
  • 混合動力

概念車[编辑]

  • 氫燃料電池
    • GM
      • Hy-wire
      • Sequel
      • Hummer H2H
    • Peugeot
      • 207 Epure
      • Quark
  • 混合動力

參見[编辑]

參考文獻[编辑]

外部連結[编辑]