氢，约么？狭缝生存的氢燃料电池

氢燃料电池车之所以能在电动车大行其道的时代，依然获得政府的节能补贴，还被老百姓所关注，那是因为它本就是电动车，只不过用的不是锂电池，而是氢燃料电池。相比之下，氢能发动机虽然可以直接应用于量产车型，但所消耗的高纯度液态氢，得有政府的全面援助才能获得大批量的供应。可在舆论普遍支持电动车的背景下，倘若强行推广氢能发动机，讲难听点，这根本就是NO ZUO NO DIE。所以车厂“精明”地放弃了氢能发动机，转而研发氢燃料电池，再用它来驱动电动车。

说到氢燃料电池，就不得不先介绍燃料电池。其实，燃料电池泛指所有通过氧或其他氧化剂进行氧化还原反应，把燃料中的化学能转化为电能的电池。其中，“燃料”不仅可以是氢气，也可以是甲烷、一氧化碳等其他物质。一般来讲，只有电池反应是氢氧反应的燃料电池才能称为氢燃料电池。只是目前汽车所用的燃料电池基本都是氢燃料电池，所以通常把氢燃料电池车直接叫作燃料电池车。

如今，燃料电池已发展出多种类型，并在众多领域被广泛应用。不过，所有的燃料电池都有相同工作模式：在阳极、电解质、阴极之间，相互发生氧化反应和还原反应，消耗燃料，产生电流。电动车所用的氢燃料电池也一样。

目前，电动车所用的氢燃料电池以氢气为燃料产生电能：氢气在带电的阳极，通过催化剂释出氢离子和电子，其中氢离子可透过电解质交换到阴极板，而电子无法穿过电解质，只能被外接电路收集形成电流，在外经过负载，再由电路进入阴极板，与氢离子和氧原子结合生成水。由于氢燃料电池阴极板所需的氧气可从空气中获得，所以只要给阳极板供应氢气，并把阴极板的水带走，就可不断地输出电能。相对于使用其他能源的动力系统，以氢燃料电池充电的电动车，在输出功率时不会污染环境，同时能量转换效率更高，而排放的只有水蒸汽。那既然氢燃料电池如此美妙，为何至今在汽车领域进展缓慢呢?或许丰田Mirai本身就能给出答案。

当丰田Mirai还是丰田FCV概念车的时候，研究员就估算过，假如直接把FCV量产，那这款车的售价将高达1亿日元!没错，氢燃料电池车发展多年，始终未能量产上市的最根本原因就是太贵了。大量使用昂贵的原材料，并应用先进的电动汽车技术，使得氢燃料电池车的成本一直居高不下，过高的成本让量产变得毫无价值。再加上麻烦的氢能源，就算是丰田，也很难下定决心把FCV概念车投入量产。但在2011年的福岛核电站事故之后，日本政府开始极力构建“氢社会”，汽车自然也得由氢能驱动。这让丰田终于决定全力以赴，务必让FCV概念车实现量产。然而，要量产普及氢燃料电池车，就必须降低成本。那么丰田Mirai是如何降低成本的?

氢，约么?

实际上，当氢燃料电池取代氢能发动机成为氢能动力方阵的代表时，就说明现在是电动车处于领先地位。区别只在于，电动机由氢燃料电池还是锂电池供电。目前，氢燃料电池的优势是充电快，能量密度高；而锂离子电池和锂聚合物电池则具有成本低、安全等优点。但在未来，氢燃料电池的成本可以降低，而锂电池的充电时间也会大幅缩短，所以决胜的关键依然是氢能与电能的获得方式。氢元素虽然在自然界随处可见，但不能“信手拈来”，现在氢能汽车所用的氢气还是需要天然气或石油燃料与水高温反应后，由人工制成。这也极大地阻碍了氢能的广泛应用。相反，电能可以由多种成熟的方式获得，包括煤炭产电、光伏生电、水利发电、风力发电以及核电站，所以舆论普遍看好纯电动车的未来。不过，氢能动力车的拥趸则认为，当利用光能、水能和风能生产氢气的技术以及其他氢能应用技术成熟后，或许会出现纯氢能动力车型。那时，相比与人类争夺电能，并在废弃后会严重污染环境的纯电动车，纯氢燃料发动机驱动的车辆，不耗电、不费油、只排水蒸汽，无疑是真正环保的汽车……这只是氢能社会建设者的宏大愿望之一，看起来跟“电动派”的理想差不多，但如果他们都来游说你“共建未来”，你会接受谁的邀约?