氢（Hydmgen，H₂)能是一种可再生的永久性能源。可以用各种一次性能源，特别是 利用核能和太阳能将水直接分解来获得氢。氢燃烧后产生的水蒸气又可以重新恢复为水，这 种水-氢/氧-水之间的永久性循环，使氢成为最理想的能源。氢燃料用于汽车时性能优越。 氢的单位质量放热量为120975kJ/kg，约为汽油放热量的2. 8倍。氢燃烧后的生成物具有更 高的温度，氢的火焰传播速度比石油燃料的火焰传播速度快得多。氢还有一些重要特点，如 它比媒油或汽油有更宽的着火界限，氢混合气最小点火能量为0.02mJ，只为汽油混合气点 火能量的1/10„氢是元素周期表中第一号元素，是最轻的替代燃料，在燃烧过程中绝对无 污染，是最清洁的能源之一。氢气可以利用水、生物质、天然气或者（气化）煤炭制备。目 前,氢主要是通过甲烷蒸气重整反应从天然气中分离提取，并且绝大多数是作为化工原料而 非燃料，仍无法改变能源依赖碳氢燃料的现状。其中最有前途的方法是利用可再生能源制 氢，而成本则是可再生能源制氢的最大障碍。.

氢可以作为燃料电池汽车的燃料，也可以作为内燃机汽车的燃料。在燃料电池中，发生 如下的电化学反应。

阳极：    H₂~^2^+26-

阴极：    2H++|0₂+2e-~-H₂0

总反应：    H₂+j0₂~-H₂0

氢的着火温度比汽油髙150K，且氢的火焰传播速度快，这有利于氢和空气的快速混合 和燃烧，由此来看，氣燃料发动机应比汽油机的热效率高。若预混式氢发动机的理论压缩比 为14时，氧发动机的热效率可比汽油机提高13.5%。但是，如果氢和空气按化学当量比混 合时，由于燃烧温度髙，发动机热负荷高，而且排气中NO-排量将迅速增加。此外由于氢 的着火温度高，蒸发潜热大，当发动机采用液氢直接喷射时启动性很差。

氢燃料的点火能量小，着火范围宽广。这种性质，一方面有利于发动机在部分负荷下工 作，但另一方面却容易使发动机早燃、回火或敲缸。

氢的质量燃烧热髙于汽油或液化甲烷，因此，若以氢做燃料，汽车的燃料装载重量可比 汽油或液化甲烷减轻70%左右₆但是，氢的分子量很小，液体密度低，约为汽油的1/10。 因此，相同的汽油箱容积装载液氢时，其可储蓄的能量只有汽油的1/3左右。

与传统汽车相比，燃料电池汽车具有效率高、零排放、噪声低等优点，但是燃料电池汽 车价格较高。第一批商业化应用的氢能轿车，如本田FCX每辆售价达150万美元，通用汽 车的“氢动三号”售价也达100万美元。

利用氢能的另一项巨大挑战是在安全方面。如何有效地储存燃料电池用的氢气，还没有 126

在技术上获得解决口在现有的储氢技术中，还没有一种能达到氢能汽车的安全要求。由于氢 易气化、着火、爆炸，因此如何妥善解决氢能的贮存和运输问题成为开发氢能汽车的关键。

另外，作为体积能量密度最小的燃料，氢的运输性差、续航距离短，加注不方便。氢 (H₂)在发展可持续运输中将起重要作用，因为将来它可以由可再生资源无限量地生产出 来。氢可以和天然气混合，有效地用于一些内燃机车中，还可以用于不断增长的示范燃料电 池车中。氢和空气中的氧供给质#交换膜（PEM)燃料电池堆，可产生足够的电力驱动车 辆，而不产生有害的排放物。

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