氫能載具：修订间差异

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2013年6月9日 (日) 02:59的版本

氫氣車分為兩種，(HICEV)是以內燃機燃燒氫氣（通常透過分解甲烷或電解水取得）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氧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氧，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、潛水艇和火箭已經在不同形式使用氫。

氫燃料電池動力

1960年代後期，Roger E. Billings製造了燃料電池的原型。

三個發展障礙

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、汽油和乙醇，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鉑作為催化劑，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

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，例如用液態氫或氫化物。

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和DaimlerChrysler公司，投資在較慢較弱但較有效的氫燃料電池。

產業發展

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上^[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

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

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
- Mazda RX-8
氫與汽油兩用內燃機 + 電池動力
- Mazda 5
混合動力
- Nissan X-Trail FCHV
- Toyota FCHV

概念車

氫燃料電池
- GM
  - Hy-wire
  - Sequel
  - Hummer H2H
- Peugeot
  - 207 Epure
  - Quark
混合動力
- Morgan LIFEcar
- Toyota Fine-N

參見

參考文獻

^ A portfolio of power-trains for Europe: a fact-based analysis
^ "Ford Motor Company Business Plan", December 2, 2008
^ Dennis, Lyle. "Nissan Swears Off Hydrogen and Will Only Build Electric Cars", All Cars Electric, February 26, 2009
^ "The Hydrogen Car Gets Its Fuel Back", Washington Post, October 17, 2009

外部連結

香港電台節目：[我是地球兒：選擇的時候 ]
科學人雜誌：加滿氫再上路
2007 BMW Hydrogen 7
新型燃料電池車「FCXクラリティ」の生産を開始
供給氫動力的拖拉機 / 供给氢动力的拖拉机 / Hydrogen-powered tractor

[1] A portfolio of power-trains for Europe: a fact-based analysis

[2] "Ford Motor Company Business Plan", December 2, 2008

[3] Dennis, Lyle. "Nissan Swears Off Hydrogen and Will Only Build Electric Cars", All Cars Electric, February 26, 2009

[4] "The Hydrogen Car Gets Its Fuel Back", Washington Post, October 17, 2009

[1]

[2]

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 * [http://www.terre-net.fr/materiel-agricole/tracteur-quad/article-new-holland-hydrogene-pile-a-combustible-nh2-harris-ihrig-tracteur-hydrogene-prototype-hydrogen-fuel-cell-powered-tractor-207-53740.html 供給氫動力的拖拉機 / 供给氢动力的拖拉机 / Hydrogen-powered tractor]
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