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加氢3分钟，续航600公里——氢燃料电池是否能创造一个时代？

来源：建约车评发布日期：2018-08-23 10:27

氢能源

而马斯克等人为什么会鄙视氢燃料电池车是种“傻瓜能源”呢？加州的ZEV法案（类似于中国的双积分），让做出零排放的ModelS的Tesla从通用等传统车企手里赚了不少积分钱，而丰田、本田FCV的推出显然是来“砸场子”的。早在2013年，特斯拉通过卖ModelS的积分就大赚1.4亿美金，一度实现盈利。而氢燃料电池由于超高的续航里程和0排放量，积分超过BEV。

马斯克看到有人抢他生意，怎能不急？

宇宙黑科技受到质疑

氢燃料电池的工作原理远没有“宇宙黑科技”的名头那么复杂。说白了，就是氢气和氧气化合反应生成水、电，放出热量。所以原料一边是空气，一边是用各种方式提取出来的高纯度氢气。

氢分子又小又活泼。它透过质子膜时，电子被从分子上剥离，只留下带正电的氢质子通过，氢质子被吸引到薄膜另一侧的电极与氧分子结合。电解质薄膜两侧的电极板将氢气拆分成氢离子（正电）和电子、将氧气拆分成氧离子（负电）和电子，电子在电极板之间形成电流，两个氢离子和一个氧离子结合成为水，是反应的唯一废物。

氢燃料电池发展,氢燃料电池前景

整个过程可以理解成蚊子无法穿过纱窗，但是更小的灰尘却可以。那么“纱窗”——质子交换膜就是这一过程中最核心的技术。质子交换膜中又以铂金（Pt）为催化剂，Mirai用了约100克铂，按照现在181元/克计算，催化剂就用了近2万块。质子交换膜以杜邦的Nafion为例，约为一平方厘米10元人民币，按照用量一平方米计算，光是质子交换膜的成本就在10万元左右。另外还需高压储氢罐成本6万。

横向比较，传统汽油车2L发动机的成本约为3万元，锂电池成本约1.2元/Wh,Tesla主流配置的75KWh三元锂电池成本约为9万。两相对比，氢燃料电池的成本还是高出不少，现阶段不靠政府补贴很难走下去。

另一方面，氢的制备技术虽然较为成熟，但全世界96%的氢都来源于化石能源的产业链条。可是显然，依赖石油化工是没有未来的，氢的制备若要真的绿色环保，还是要大力发展那4%的电解水方式——特别是生物制氢和太阳能电解水。

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安全，则是另一个重大问题。

对于氢，人类曾经有过非常痛苦的记忆。1937年，曾经成功12次往返大西洋两岸的德国豪华氢气飞艇“兴登堡”号，即将降落在美国新泽西州莱克赫斯特镇。由于这是一艘世界最豪华的飞艇，豪华程度碾压泰坦尼克号。它满载着名流，现场有22架摄像机和众多记者迎接“兴登堡”号的降落。谁知在降落过程中飞艇突然着火，尾部爆炸，顿时在空中燃成了一团火球，造成37人死亡。镜头被直播给了全世界，造成巨大的震动。

尽管至今对于事故成因依然争论不休，但氢气易燃易爆确是不争的事实。此世故结束了飞艇的历史使命，更为氢的安全性蒙上阴影。

然而氢气超高的能量效率依然吸引着人们探索。航天探索中，长征三号系列的三级发动机、长征五号一级二级主推进发动机，都采用了氢氧火箭发动机。航天技术中广为应用的液氢存储技术也逐渐向民用领域推进。

能量效率高，成本也高；清洁，却存在安全隐忧。身为“宇宙黑科技”，想要落地并不容易。降低成本、存储、和加氢站建设是最核心的三个突破点。