国际水氢电动汽车

1、水氢汽车是一场纯粹的骗局吗？

2019年5月23日，南阳日报头版发文《水氢发动机正式下线，市委书记点赞！》。文章称，水氢发动机在南阳市正式下线啦！这意味着车载水可以实时制取氢气，车辆只需加水即可行驶。 

该新闻一经报道，立刻在网络上引发轩然大波，质疑声此起彼伏。水氢汽车到底是纯粹的骗局还是颠覆行业的新兴技术？氢能源汽车的发展现状和未来前景如何？这一切还要从发展清洁能源的动机开始说起。 

南阳“水氢汽车”报道截图 

全球变暖趋势加剧 新能源技术加速发展 

大气层中的二氧化碳含量只有区区0.04%，却扮演了“地球空调”一般的重要角色。二氧化碳仿佛一层温室薄膜，将来自太阳的热量蓄积在地表，延缓其向宇宙空间逸散的速度。如果缺乏这万分之四的二氧化碳，地球表面的平均温度将从现在的14°C降低到-19°C，人类能够生存的地域面积将大大缩小，如今的中高纬度地区可能都将变成冰雪覆盖的不毛之地，可见相当微小的二氧化碳含量就能对地表温度造成强烈影响。然而，近一百多年以来，大气中二氧化碳的含量已经达到1750年的140%。照此趋势预测，2100年左右，地球平均气温将在2000年水平的基础上增加0.3~4.8°C。 

时至今日，科学界的主流观点已经明确了人类工业革命以来的生产、生活中对化石燃料的过分利用是造成温室气体排放和地球气候变暖的直接诱因。石油，煤炭，天然气等化石燃料在燃烧过程中产生的二氧化碳，饲育家畜过程中其消化道排出的甲烷，以及人工合成的氯氟烃类制冷剂是当前温室气体的主要来源。 

联合国政府间气候变化专门委员会（IPCC）发布的历次报告书中关于全球变暖趋势的评价，作者供图 

从上图可见，IPCC从1990年第一次发布报告到最近公布的第五次报告，关于人类活动是否是造成全球变暖的主要因素这一命题在认识上是不断深化的。 

在这一背景之下，各种新能源技术也加快了各自的发展步伐。以碳排放大户，汽车行业为例，先后诞生了混合动力车、纯电车、氢能源车等等技术路线。 

混合动力车不存在续航焦虑，通过插电式电池组或者被动动能回收系统提供的额外能量，与发动机并行的电动机系统可以在低速时提供主要动力，大大减少燃油消耗，从而实现减少排放的目标。纯电车在现阶段虽然存在明显的续航焦虑，但本身可以做到零排放。氢能源车以丰田旗下Mirai作为代表，理论上不存在续航焦虑并且实现零排放，但加氢站网络体系目前仍然需要进一步建设。 

几种典型温室气体的占比、性质、来源以及暖化系数比较，作者供图 

我们还要多久才能驾驶氢能源电池车上路？ 

虽然在纯电车方面发力较晚，存在感不足，以丰田为代表的日本车企在新能源汽车的另外一条技术路线氢燃料电池车方面，再次走在了世界前列。 

2014年底，丰田公司开始在日本销售旗下的氢燃料电池汽车，这款被命名为“Mirai”的车型，也由此成为世界上首个商业贩售的氢燃料电池车款。其名称“Mirai”取自日语单词“未来”（字形与汉字相同，日文罗马音mirai），彰显日本对未来实现氢能源社会的信心和期待。 

“Mirai”的实车照片和车内布置的储氢罐，来源：见图 

作为世界上目前唯一量产的氢能源车，Mirai与传统汽车有着很多的显著差异。首先，动力模块为氢燃料电池，这意味着该车不搭载传统燃油车或者混动车的内燃机引擎，而是直接利用氢燃料电池组提供的电能驱动电机来产生动力。其次，能量来源为氢气，车辆首先需要在加氢站加注氢气后才能运行，氢气将会储存在车内的储氢罐中。加注过程仅需3分钟，续航里程可达650千米。最后，Mirai的能量来源决定了其必须依赖于充分建设的加氢站体系才能获得良好的用户体验，而与遍布城市各处的加油站相比，加氢站分布密度在现阶段显然严重偏低。 

此外，由于氢燃料电池唯一的排放产物是水，氢燃料电池车与纯电车类似，都可以实现二氧化碳的零排放。加上续航能力优秀，不存在纯电车的续航焦虑，即便技术难度高于纯电车，氢燃料电池车仍然是新能源车中不可忽视的一股力量。虽然现有的氢气获取途径仍然可能消耗大量电力，但随着再生能源电力等相关技术的进步以及加氢站等基础设施的大规模建设，一个立足于不依赖于化石燃料的未来氢能社会将很有可能在本世纪中叶前得以实现。 

南阳水氢汽车是一场彻底的骗局吗？ 

这次爆出的水氢汽车，其实最近几年屡有报道，相关企业在各地争取投资和政策扶持也属于正常的商业运作。与已经相对成熟的氢能源电池车相比，水氢汽车最大的卖点在于所谓的直接以水制氢，燃油车加油，水氢车加水。相关企业宣传水氢汽车将从根本上解决氢能源车短期内加氢站不足的重大问题，从根本上颠覆现有的行业格局。 

理论上来看，水氢车的技术路线确实说得通，没法像否定永动机一样彻底否定水氢车存在的意义。但最核心的问题还是技术成熟度，或者说是商业上的可行程度。水氢车宣称可以将注入水箱的水转化为氢气，然后再给氢能源电池组提供反应原料。这个技术路线如果单纯从能否实现的角度来看，其实一点不复杂，而且完全可行，纯粹是中学化学范畴之内的技术，跟高科技根本不沾边。 

以该路线的核心，水箱中发生的水制氢过程为例。企业负责人号称这一过程的关键是某种高性能催化剂。然而事实是这样吗？ 

根据媒体报道结果，该企业所称的催化剂实为金属铝，也就是说制氢过程实际上是一个水和金属铝发生反应释放氢气的过程。首先，金属铝在这个反应中扮演的角色完全不是催化剂。其次，铝和水的反应过程在正常条件下极为缓慢。最后，反应生成的产物如氢氧化铝如何处置？ 

几种常见的制氢技术总结，可见能够同时实现低成本无排放的技术尚不存在，人类迈向氢能社会的路途依然漫长，作者供图 

从公开报道我们也可以看出，该技术目前只在卡车一类大型车辆上进行了运用。我们不必讨论网上公开的信息是真是假，单说在卡车上安装这样一套类似的装置，实际上一点技术难度都不存在。真正困难的是，如何让这台卡车拥有和普通燃油车一样的动力性能、续航能力、安全性以及维护便利性？且不说这之后的系统小型化了。 

水氢燃料车照片，来源：媒体报道 

回到我们这个小结最初的疑问，南阳水氢汽车项目是一场彻底的闹剧或是骗局吗？从目前披露的情况和信息来看，我们不得不说这个可能性很大。而且，这也是整个国内学术共同体和业界相关人员的共同看法。当然，我们看到这起事件在媒体和公众的广泛参与下，热度已经持续走高。相信经过广泛的质疑和讨论，真相会浮出水面。 

本文由“科普中国-融合创作与传播项目”出品，搜索科学照“谣”镜，获取更多内容。  

2、如何看待Toyota Mirai？液态氢气动力能否代替纯电动车

个人对氢燃料电池用在车辆上不看好：
1、从能源的载体性质看，氢也是二次能源，需要消耗化石燃料来转换，生产上比电能没有优越性。生产上的一个可能的突破点是太阳能直接制氢，可以解决经济和环境成本的问题。用电解制氢显然不如直接用电驱动划算。
2、能量密度上氢能有优势，但整个系统看没有优势。因为储氢需要高压或超低温，并且同时有十分严格的安全要求。要知道即使在挥金如土的航天领域，氢燃料火箭也算是奢侈品。
3、电池技术的发展，储能密度在逐步的提高，至少在目前，电池的密度已经到了可以实用的阶段了，今后发展更会锦上添花。
4、氢燃料电池是一次电池，仍然需要电池做能量回收。
所以对tesla不会有任何影响。
其中肯定有丰田的专利技术，把这么难用的材料做成汽车，技术上是需要很高的水平的。
外形做成保守的原因是为了提高用户的接受程度，和tesla是一个思路。

3、未来是氢燃料汽车还是电动汽车

未来的车应该是电动汽车比较多的，但是短期内还不太可能取代燃油车的。

4、合即得让水氢汽车跑出了"加速度"?

世界新能源汽车产业正发展得如火如荼。传统车企大众、福特、通用等，蔚来、云度、小鹏、乐视等均积极投入新能源汽车产业，各家企业不约而同的将纯电动汽车作为未来十年发展的重点。中国更是将新能源汽车产业，作为提升中国汽车产业与国外汽车水平竞争，实现“弯道超车”的途径。

然而，对于新能源汽车产业的发展，纯电动汽车的节能和环保效果，小编认为：以锂电池驱动电动车的最大问题是电池能量密度太低，增加续航里程实际上是增加电池的能量密度。这是一个死循环，会带来太多能效问题和成本问题。装上水氢动力系统的汽车恰好可以避开这样的问题。

众所周知，电动汽车是以电能为动力驱动，实际上电动汽车运行过程是电动转化为化学能再转化到电能驱动的过程，整个过程中对能源利用并没有达到最佳方案。

氢燃料电池汽车是未来汽车产业发展的终极能源，已经成为全世界汽车企业的共识。但氢能的设施安全、制备成本、存储运输等难题制约了传统氢燃料电池汽车的发展。

水氢汽车集电动汽车与氢燃料电池汽车的优点于一身，是水氢技术在电动车上的应用，它直接利用水氢动力系统为电机供电，从而为汽车提供动力，水氢动力系统替代了传统电动汽车中的锂电池，只要原料箱中有充足的水氢原料即可保证水氢汽车的续航能力。它可有效缓解充电基础设施覆盖不足的问题，还可以减少充电设施的投入。

水氢汽车具有内燃机汽车一样的续航能力却没有排放；具有传统电动车的环保性和便捷性却没有充电难题，具有氢燃料电池汽车一样的绿色动力却没有加氢难题。

相比传统燃油汽车，水氢汽车在节约成本、节能减排等方面优势巨大，加上近年来国家政策对新能源汽车的大力扶持，水氢汽车技术条件和市场环境都趋于成熟。目前水氢发电系统水平，已经通过实验验证正在处于商业化应用阶段。2015年、2016年合即得先后研发成功了水氢观光车、水氢电动汽车，引爆整个行业。水氢汽车动力更可持续，能效更高，续航能力更强，且可实现零碳排放，可以说是终极新能源汽车解决方案。

关键技术方面，水氢技术领先国际水平。在全球，目前只有合即得发布了量产化的水氢汽车。其整车续航里程和传统汽油车没有差距，整车动力性能基本持平。此外，合即得在水氢动力系统的一些关键部件，比如制氢系统、发电系统，控制系统的水平都处于行业领先水平。

千淘万漉虽辛苦，吹尽狂沙始到金。水氢汽车产业的道路是曲折的，但前途是光明的。

5、水氢燃料汽车真的有可能吗？需要什么催化剂？

您认为南阳的“青年水氢燃料车”属于重大技术突破，还是一场科学骗局？

有几种低成本的制氢方法：

电解、光解、高温热解、化学反应、光触媒、藻类生物制氢等都是制氢的方法，但没有一种能达到极低成本的效果，比如电解水，中学实验中就有，但电解水的耗电成本是很高的，有这闲心不如直接储备在电池里推动汽车

当然将废弃的光电或者风电利用起来倒不失为另一种储能的方式，毕竟电能不用储存，相对氢气则比较容易些（尽管氢也不是一个好储存的主）

光解是阳光分解水蒸气的一种，比如木卫二极其稀薄大气中的氧气就不是绿色植物产生，而是光解水蒸气，氢气逃逸留下了氧气，当然氧气也无法积累，也会逃逸，因为木卫二质量比较小

水分子在高温下分裂成氢(白色)和氧(红色)

高温热解也是一种，还有生物制氢以及化学反应等，到现在为止我们并没有找到一种成本极低制氢方法，只是相对成本比较能接受，当然生物制氢和光触媒制氢的普及可以将制氢成本下降，比如能找到一种效率比较高的催化剂+某个条件，理论上可以成功，但这种催化剂如何取得是一个问题！

能量守恒的条件下，这种催化剂取得异常困难，如果存在这种物质，那么我们在制造这种催化剂时所消耗的能源成本将远高于取得的氢能源成本，这中间是有效率限制的！除非我们能找到一种自然界就存在或者简单分离就能催化水分解成氢氧的物质，可能存在吗？也是有可能的，比如恒星在生命过程中和最后的超新星爆发时候将会形成很多元素以及元素的同位素，但迄今为止人类并没有发现这种单一元素或者简单化合物可以用来催化水分解成氢氧！

假如有这种物质的话，能量还会守恒吗？依然会，因为生产这种化合物的能量恒星已经提供过了，因此在这种条件下能量依然是守恒的！不过这仅仅是理论上存在，青年汽车的氢气生产能用上这种催化剂吗？这可能性极低，几近于零！

在此次新闻中，氢燃料汽车并没有错，大家普遍质疑的是水氢燃料，这才是问题的关键，这会变成另一个“水变油”的故事吗？当然并不只是在中国，国外也有“水变油”骗局的案例，只不过没有闹那么大而已，我们当然希望青年水氢燃料汽车成真，即使消耗一些耗能比较大的催化剂，但只要成本比较汽油低，污染比汽油少，我们就能接受！但我们无法容忍另一个“水变油”的骗局！

6、大家感觉电动汽车有前途吗？还是日本的氢燃料汽车有前途？

关于新能源汽车，一直以来，业内普遍就有两种看法：纯电动车（BEV）和氢燃料池车（FCEV），这两种车很有点意思，一方的优点则是另一方的缺点，那么相对比的话，谁更有前景呢？
从目前来看，以中国为首的电动汽车发展迅猛，在全球大力倡导新能源的趋势下，新能源汽车已经成为我国从汽车大国转变为汽车强国的一大机遇。我国现已成为全球第一大电动汽车市场，除了国内的自主企业和初创车企纷纷加入新能源汽车的研发制造，国外的汽车巨头在本土转型发展电动汽车的同时，也开始布局中国市场。
同时，以提倡氢能源为主的美国、日本、韩国、欧盟等国家和地区的氢能技术也已经进入了系统实施阶段，尤其是日本。根据日本新能源及产业开发机构最新制定的目标，日本的氢燃料电池汽车的续航里程有望延长到目前的1.5倍，到2040年，日本的氢燃料电池车型的保有量有望从现在的2000辆增加到300~600万辆。此外，包括英国政府在内的很多国家也开始制定了氢燃料电池汽车的发展计划，英国计划在2030年前使氢燃料电池车保有量达到160万辆，并在2050年之前使其市场占有率达到30%～50%。
由于氢的能量密度相当高，比汽油高出两倍还多，所以氢燃料电池车的续航里程相当给力，比如丰田的Mirai续航里程可以达到700公里，而此前丰田发布的Fine-Comfort Ride概念车，续航里程更是高达一千公里，这是纯电动车目前无法企及的。
另外，纯电动车一般快充30分钟可充满80%的电量，虽然未来还有提升空间，但是受限于物理定律，能达到什么水平还很难预料，而氢燃料电池车加氢就快多了，三五分钟就能加满，效率和传统燃油车没什么区别。
不仅如此，氢燃料电池车的氢在燃烧之后只会产生水，而且燃料电池没有回收的问题，可以说是环保车的终极形态。纯电动车依赖于充电，而这个电能的来源是有区别的，是传统的火电，还是其它形式？除此之外，纯电动车的废旧电池的回收也是个大问题。所以在环保方面，氢燃料电池车也有明显优势。
但是在生产和技术成本上，由于氢燃料电池车的技术和结构十分复杂，因此，目前生产一辆廉价的氢燃料电池车还是非常遥远的事情，而相比之下，纯电动车的造价就便宜多了，而且未来随着电池价格的走低，其生产成本还会进一步降低。
从目前技术发展和实用化水平看，纯电动汽车虽然性能上不占优势，但是实用性和普及性上是领先于氢燃料电池车的，但今后谁能真正领先新能源汽车领域，还要看最终技术进步和实用化的最终比拼结果，如同手机和共享单车的普及过程类似。

7、新能源合成氢动力水

所谓“氢动力水”是骗子骗人的技巧。新能源确实有使用氢的说法。但真正符合科学原理也正在被各大厂商探索的是两种。一种是用氢代替汽油，可以极大程度的减少汽车尾气污染。还有一种是用氢燃料电池，理论上说可以完全没有汽车尾气污染。但氢燃料电池还处在研究阶段，全世界都没有产品上市。氢代替汽油到是已经有厂商试过了，技术上也没有太大问题。唯一的问题是太贵，比汽油贵不少。

8、有网友吐槽水氢电动车是刀砍水？为啥这么说？

所谓：抽刀断水水更流。
氢动力的电动车，用水电解成氢和氧，以此作为动力来源，再将氢和氧燃烧反应产生能量，产物仍然是水，所以，水经过一个循环后还是水。

9、“水氢车”刷屏，这真的是一个骗局吗？

骗子，实质是铝水反应制氢气，然后用氢气驱动车。这宣传就像是汽油车自称空气车，说只要有空气就能上路，却不提事先要加满油！