毋庸置疑，新能源汽車的發展已經成為未來汽車產業發展的重要方向，而關於電動汽車和氫燃料電池汽車到底哪一種才是未來的主流，一直都存在爭論。今天，咱們就來聊聊未來新能源發展方向之一的氫燃料電池。
氫燃料電池的基本原理是電解水的逆反應，把氫和氧分別供給陽極和陰極，氫通過陽極向外擴散，並與電解質發生反應，釋放出的電子通過外部的負載到達陰極，是一種將存在於燃料與氧化劑中的化學能直接轉化為電能的發電裝置。從外表上看有正負極和電解質等，像一個蓄電池，但實質上氫燃料電池車無需充電，只需要氫氣。打個比方說，純電動車的電池就像儲電站，而氫燃料電池就像發電站。
氫燃料電池電動車能量轉換效率高、無汙染、壽命長、運行平穩，最大的優勢則在於沒有汙染物排放。目前量產的氫燃料電池車型的加氫時間都在3-7min左右。這和燃油汽車加油加氣的時間沒有差別。
是什麼限制了氫燃料電池的發展?
既然氫燃料電池車在環保方面表現如此出色，為什麼目前在國內的市場佔有率如此低下呢?問題主要出在氫的製造、運輸和儲存上。目前除了製造環節發展較為成熟外，其他部分都還有不少問題亟待解決。
首先，製造出氫氣勢必要用容器進行儲存，而氣態儲氫需要使用高壓氣罐將氫氣壓縮、儲存到碳纖維包裹的鋁製氣瓶中，氣體壓力可高達700個大氣壓，氣態儲氫存在儲氫量小、安全性差等缺點；而液態儲氫在氫氣液化過程中需要消耗大量的壓縮功，能耗較高，對容器的絕熱性能要求也較高。
其次，在運輸過程中，由於氫氣的易燃易爆特性，增加加氫站時需要專門鋪設新的管道。這也就意味著想要實現氫燃料電池車的普及，還需要建立一整套配套設施。前期投資成本過高，再加上我國現階段氫燃料相關配套設施尚不完善，造成了氫燃料電池車推廣力度不足的現狀。
利用甲醇高效儲氫
上文中已提到儲氫環節是限制氫燃料電池推廣的關鍵因素，氣液儲氫兩種方式顯然都無法滿足車載用能源動力的要求。用液態甲醇儲氫則是一種較為理想的儲氫方式。
多年來，很多科學家、工程技術人員都在研究儲氫，為此可謂是絞盡腦汁。隨著用氫思路逐步轉變，向華博士和他的團隊決定繞道而行，提倡和踐行甲醇與水合在一起即可得到人們所需氫氣的“動氫”能源理念，引領社會走進了一個全新的充滿著波折和驚喜的“氫能時代”。通過便攜式的可移動‘動氫機’，實現氫能的即產即用，讓難以儲運的氫能隨時隨地動起來。如此一來，氫的使用成本降低，能量密度提高，也更加安全可靠。如今，在“動氫機”的技術基礎上，向華博士和他的團隊已經開出發制氫和發電一體機，並將團隊開發出的設備統稱之為“水氫機”。
水氫機是以甲醇和水的混合液作為原料，將其氣化—催化整合—純化從而產生高純度氫氣再利用氫氣發電的一種新能源發電設備。這種設備具有便攜可移動、原料來源廣、氫氣即產即用的特點。水氫技術不但解決了氫氣的儲運難題，還將氫氣的使用成本大大降低。與傳統的發電技術相比，水氫機能量轉換效率約70%，是傳統汽油和柴油發電機的2倍以上，而且發電成本僅為後者的1/3，並且維護頻率低，汙染程度極低。
水氫機已經是成熟的發電裝置，佔地面積小，操作安全可靠，無汙染。甲醇可以來源廣泛，便於儲存、容易運輸，是氫燃料電池汽車氫源的理想選擇。以目前甲醇市場價格（2元/升）計算，採用此技術路徑儲放氫氣，氫燃料電池汽車每百公里燃料價格僅需約16元，而加50升水氫原料可供家用小轎車行駛約500公里。該研究技術構建了新的化學高效儲放氫體系，為燃料電池的原位供氫提供了新思路，並有望作為下一代高效儲放氫新體系得到應用。
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