El 氢发动机 仍然是汽车行业未来的赌注之一。 它的操作赋予了它一系列的优势 尽管有缺点，但可以让您维持生计。 为此，丰田、宝马、马自达、现代、福特等品牌纷纷打造 大笔投资 在这项技术中。
在这篇文章中，我们将看看 氢发动机是如何工作的什么 类型 有，它们是什么 主要优点和缺点. 这样就可以理解为什么有几家公司继续致力于它，尽管扩展了 电池电动汽车.
有两种使用氢的发动机， 内燃机 和 燃料电池转换发动机. 让我们看看它们是如何工作的，以及它们各自的优点和缺点。
内燃机氢发动机
这些引擎 他们像汽油一样使用氢气. 也就是说，他们在燃烧室中燃烧它以产生爆炸（动能和热量）。 因此，传统的汽油发动机 可以适应燃烧氢气 以同样的方式，它们适用于 GLP o GNC.
氢内燃机是如何工作的？
该发动机的操作与汽油发动机的操作非常相似。 这 氢气用作燃料 和 氧气作为氧化剂. 化学反应由火花引发，火花可以通过 插头.
氢没有任何碳原子，所以反应是 两个氢分子与一个氧分子的结合, 释放能量和水。 用化学方程式表示： 2H2 + O2 → 2H2O.
El 结果 它的化学反应很简单 水蒸气. 然而，氢内燃机 可能会产生一些排放 源于其运作。 例如， 少量的氮氧化物, 通过空气和热量 燃烧室或 排放物 由。。。生产 烧一些油 跨越 活塞环.
科莫EL 氢 它是一种气体， 储存在压力为 700 bar 的罐中. 这比汽车轮胎的通常压力（350 到 280 巴）高出 2 到 2,5 倍。 尽管也有汽车在非常低的温度下以液态储存氢气，如下所示。
氢内燃机提供了一些有趣的东西 优点 超过传统的内燃机。 例如， 理论上他们可以使用非常稀薄的混合物 （λ 接近 2）。 也就是说，他们可以使用很少的燃料来利用所有进入的空气并变得非常高效。
氢内燃机的例子
MGI 宝马 750hl 它们是 2000 年问世的氢发动机的一个很好的例子。虽然它实际上是宝马汽油发动机，也适合燃烧氢气。
但是，它有几个缺点：首先，它存储了 液态氢. 这需要一个非常昂贵的仓库，由航空航天工业的材料制成 保持在-250ºC以下的温度. 只能在 12 或 14 天内实现，在此期间氢气逐渐蒸发并安全地释放到大气中。 第二个缺点是，通过使用氢气， 失去了大部分的力量和效率。 该 后部 BMW Hydrogen 7 2005 年，它已经部分解决了这些问题，并将氢气压力提高到 700 bar，而无需将其保持在低温下。
另一个很好的例子是 水瓶座氢发动机. 由一家以色列公司开发的化石燃料发动机，适用于使用氢气。 第一个功能版本于 2014 年推出，后来又出现了一个经过修改和改进的版本。 据其开发人员称，它可以在没有润滑油的情况下工作，并具有气体交换系统以减少 NOx 排放。
此外，这种氢内燃机是 很轻，零件很少，所以它的生产会很便宜。 它可以作为电动汽车的增程器或电网的发电机。
燃料电池氢发动机
他的全名是 燃料电池转换氢发动机. 尽管有“燃料”这个词，但它们并不燃烧氢气。 他们用它通过与电解相反的过程发电。 这就是他们携带电池的原因，电池就是化学反应发生的地方。
氢燃料电池发动机的运行
与氢气燃烧发动机一样，氢气储存在压力为 700 巴的罐中。 只是不是将其提供给发动机，而是到达 一阳极一阴极燃料电池 （如电池）。
一旦进入 氢气 (H2) 穿过膜，将其分解为两个氢离子和两个自由电子。 用化学方程式表示： H2 → 2H+ 和 2e-. 发生这种情况是因为所述膜是电绝缘的并且允许 2H+ 通过，但不允许电子通过。
这些电子从阳极传递到阴极。 从电池通过外部电路， 从而产生电流 电气。 产生的氢离子与空气中的氧结合形成水。 以化学式表示：H2 + 1/2 O2 → H2O
为此，燃料电池氢发动机 是的，它是零排放，因为燃烧油不会产生 NOx 或气体，就像燃烧的情况一样。
La 膜 在这些引擎中使用 它很贵，因为它是由铂制成的。 但是， 有一些工作可以解决这个高成本. 例如，在柏林工业大学，他们开发了一种铁合金，如果可以投入生产，可以大大降低成本。
燃料电池氢动力汽车的例子
许多汽车品牌都选择了这种类型的发动机。 例如，本田凭借其 清晰度燃料电池，或丰田与 未来 和其他繁重的运输工作，例如 氢动力卡车.
这些必须添加 现代耐克中， 鸦片机, 路虎 保卫氢中， BMW i Hydrogen NEXT中， 梅赛德斯GLC F-CELL 和同品牌的卡车 H2代.
氢发动机的缺点
- 燃料电池氢发动机化学反应中使用的催化剂有 昂贵的材料像铂金。 至少在它被更便宜的替代之前，就像之前提到的柏林工业大学的那个。
- 要获得氢气，必须使用 化石燃料或水电解的热化学过程，这需要能量消耗。 氢发动机的主要批评，因为电力可以直接存储在电动汽车的电池中以供使用。
- 得到氢气后， 必须在压力下将其引入细胞或罐中. 这个过程也需要额外的能量消耗。
- 该 氢电池 是 生产成本高，它们需要非常耐受以承受必须储存氢气的高压。
氢发动机的优势
- El 氢电池重量更轻 高于电动汽车电池。 这就是为什么它在重型运输中的使用正在研究作为电池电动卡车的替代品。 为了能够覆盖很远的距离，它们的重量非常大。
- 加氢速度更快 比今天给电动汽车的电池充电。
- 与电池电动汽车不同，燃料电池氢动力汽车不需要大电池。 这就是为什么 需要更少的锂或其他可能供不应求的材料. 氢内燃机不直接需要锂电池或其他类似电池。
- 燃料电池可以延长汽车的使用寿命. 与电池不同，电池因其尺寸和容量而更换起来非常昂贵。 与氢发动机相关的电池更小，因此更换成本更低。
- 与化石燃料发动机相比，燃料电池氢发动机使用电动机，因此它们是 非常安静.
氢气是如何加氢的
氢发动机的缺点是它们的油箱或燃料电池必须在非常高的压力下包含氢气。 因此， 补给点 还必须遵守 700 bar 压力 他们携带。
埃斯托 需要创建基础设施 能够为这种类型的车辆加油。 也就是说，与纯电动汽车有同样的问题。 尽管如此， 加油操作要快得多 比这些，因为它与LPG或GLC车辆相同。
氢能汽车的自主性
目前配备氢燃料电池发动机的汽车具有与汽油相似的自主性。 例如， 丰田 Mirai 宣布 650 公里 随着细胞充满， 现代力索 756 公里 和 宝马 iX5 氢能 700km.
其他人喜欢 Hopium Machina 宣布射程 1.000 公里，虽然这个数字现在必须在它发生时得到确认。 无论如何，自主性并不像电池那么重要，因为加油要快得多。 您必须考虑的是加油点的数量。
氢能源汽车安全吗？
品牌已经工作多年 在这种类型的发动机上 改善 效率，降低成本，当然， 让他们成为 黄褐色 保险 比如化石燃料。
此外， 欧洲、美国和日本要求的安全标准，是氢动力汽车安全的保证。 不用多说，丰田吹嘘 Mirai 的油箱非常坚固，可以防弹。
我们会看到所有汽车都由氢驱动的那一天吗？ 时间会证明一切。 显而易见的是，这些品牌继续投资，并且它具有一些优势，使其成为零排放运输的合理替代品。
