氢气作为替代燃料的现在与未来

据http://fuelcellsworks.com/网站报道：氢气由于具有能量密度高，以及对环境无污染的特点，被认为是最具潜力的车用替代燃料。然而，其在实际应用过程中仍然面临着许多挑战，例如氢气的制备问题，尽管大量的研究已经将制氢效率提高到足以实际应用的水平，但始终无法避免人们对氢燃料的广泛质疑。就像所有新兴事物的出现一样，氢气作为替代燃料仍有许多细节的问题需要解决。而本田、丰田以及其他汽车制造商正携手各大燃料电池制造商，逐步解决氢气在实际应用过程中面临的挑战，并努力推广普及氢能源。

氢气对改变未来能源格局具有至关重要的意义，下面我们将从多个角度来对氢气作一个全面的介绍：

一、氢气是一种清洁、高效的燃料

氢气最大的优点就是不排放温室气体，其完全燃烧只产生水，所以对环境没有任何污染。氢气燃烧不产生二氧化碳，这对于解决全球气候变化问题具有非常重要的意义。

其次，与电池相比，氢气具有相对较高的能量密度，这也是氢气作为能量的载体，被视为车用替代燃料的重要原因之一。在由宝马公司赞助的学术研讨会上，有专家指出，氢气如果以压缩气态存储于车内作为发动机的燃料，其效率将比汽油高出25%。以氢气为燃料的FC电动汽车较之传统汽油机车，其效率有显著的提高。日本本田汽车公司在描述其推出的限量版氢燃料电池车时指出：本田的FCX Clarity FCEV与传统汽油机车相比，在将化学能转化成动力上具有更高的效率。传统汽油机车中燃料燃烧后产生热并对气体做功，推动活塞和曲轴转动。而燃料电池汽车则将储存在氢气中的化石能源直接转化成电能，再由电动马达驱动车辆行驶，这是一种更直接的电化学过程，因而较之传统内燃机车具有更高的能量转换效率，而且副产物只有水。由于FCX Clarity FCEV中没有活塞以及曲轴，大量精简了传动系统的零部件，因而系统能量损耗被降到了最低。

二、现阶段氢气的来源问题

尽管有些令人难以置信，但氢气确实具有许多化石燃料无法比拟的优势。当然，其弊端也非常明显，目前最大的困难就是氢气的制备。现阶段最主流、成本最低的方法是天然气重整制氢，美国95%的氢气通过此法制得。本质上来说，天然气作为制氢的原料，在反应过程中必然伴随着碳氧化物的产生，这就使得氢气作为车用燃料零排放的口号遭到质疑。尽管氢气在使用过程中确实只产生水，但氢气的制备却不得不面临环境污染的问题。

三、氢气的效率

天然气重整制氢是天然气在高温下与水反应产生一氧化碳和氢气的过程。一般来说，这个过程会伴随有副反应，又叫做转移反应的发生，即一氧化碳与水反应生成二氧化碳和更多的氢气。该反应是化工厂合成氨气的最终步骤，经过多年的研究，已经具有相当高的效率。

众所周知，以汽油为燃料的传统内燃机车的效率平均不到20%，而相比之下，假使蒸汽重整过程的转换效率为65%，PEMFC的能量转换效率为60%的话，从天然气到氢气再到最终转换成电能整个过程的效率可以达到39%，几乎是内燃机车的两倍。

四、结语

许多批评家指出，如果按目前的方法制氢的话，那么以氢气为燃料的汽车根本就谈不上零排放，也不具有任何替代传统化石燃料汽车的意义。同样，依靠煤发电驱动的电动车也毫无价值。显然，他们忽略了效率这个不争的事实。

氢气作为能量的载体，具有较高的效率。从几大汽车制造商最新的动态来看，氢动力汽车最快将于2015年与消费者见面，种种迹象表明，现在或许是投资氢能经济的最佳时机。