隨著全球汽車工業(yè)逐漸不再使用化石燃料，電動(dòng)汽車成為現(xiàn)實(shí)。消費(fèi)者聯(lián)盟和美國憂思科學(xué)家聯(lián)盟在2013年進(jìn)行的一項(xiàng)調(diào)查顯示，42％的美國人可以使用如今的電動(dòng)汽車。與產(chǎn)生溫室氣體排放的傳統(tǒng)汽油和柴油動(dòng)力汽車不同，電動(dòng)汽車通過消除汽車和卡車排氣管排放的碳、一氧化二氮和顆粒污染物，正在幫助應(yīng)對氣候變化。

目前，最受歡迎的是由鋰離子電池提供動(dòng)力可在電動(dòng)汽車充電站充電的電動(dòng)汽車。更有效的選擇是在汽車的發(fā)動(dòng)機(jī)艙中使用氫氣和燃料電池技術(shù)。根據(jù)最新研究，這些系統(tǒng)的制造成本可能要低得多。

燃料電池如何工作？

氫動(dòng)力汽車是一種電動(dòng)汽車，其發(fā)動(dòng)機(jī)和電子設(shè)備由氫氣提供動(dòng)力。它們被歸類為電動(dòng)汽車，因?yàn)樗鼈兺耆揽侩娏\(yùn)行。另一方面，電池供電的電動(dòng)汽車使用鋰離子電池啟動(dòng)發(fā)動(dòng)機(jī)，并為車內(nèi)和車身的所有電子設(shè)備提供動(dòng)力。氫動(dòng)力電動(dòng)汽車在燃料電池單元內(nèi)使用氫氣和氧氣為電動(dòng)機(jī)供電，為二次電池充電，并為其他電力系統(tǒng)供電。燃料電池中使用的氫氣是從堿性水電解獲得的。

典型的燃料電池系統(tǒng)由四個(gè)基本部分組成：陽極、陰極、電解質(zhì)和催化劑。電解質(zhì)是使用質(zhì)子交換膜（PEM）分離陽極和陰極的，催化劑是鉑帶，有助于加快化學(xué)反應(yīng)。陽極由罐內(nèi)的氫氣供給，而來自大氣的氧氣沿管道流向陰極。氫氣與催化劑接觸后會分裂成帶正電的氫離子（H+）和電子。氫離子遷移到陽極，而電子遷移到陰極，產(chǎn)生電流。燃料電池中的反應(yīng)可簡單地表示為氫（H）+氧（O）=電+水蒸氣（H2O），其中電和水是最終產(chǎn)物。

燃料電池電動(dòng)汽車VS電池供電的電動(dòng)汽車

電池驅(qū)動(dòng)的電動(dòng)汽車的行駛里程受電池容量的限制，而充滿氫油箱的氫氣燃料電池汽車和卡車可以行駛更遠(yuǎn)。此外，在堵車，氫動(dòng)力電動(dòng)汽車可以通過切換到“空轉(zhuǎn)”模式暫時(shí)關(guān)閉燃料電池從而節(jié)省電力。在加油方面，燃料電池電動(dòng)汽車能與在三到五分鐘內(nèi)就能裝滿汽油的汽油/柴油發(fā)動(dòng)機(jī)汽車相媲美。例如，2019年的豐田Mirai氫動(dòng)力電動(dòng)汽車只用了五分鐘即可裝滿豐田燃料電池組，行駛300英里。相比之下，特斯拉Model60KWh電池需要充電大約9.5小時(shí)才能行駛300英里。氫燃料電池電動(dòng)汽車比電池驅(qū)動(dòng)的汽車便宜得多。Lancaster大學(xué)的學(xué)者最近的研究顯示，一種名為KMH-1的新材料使基于氫燃料電池的汽車的成本比基于電池的汽車的成本低五倍。