预计到2040年，石油储量将耗尽，加之气候问题日益加剧，汽车行业迫切需要替代燃料。 丰田和 本田等公司一直大力推广氢燃料内燃机，认为这是一种很有前景的解决方案，但这项技术最近在电动汽车的推动下逐渐失去发展势头。
虽然电动汽车和混合动力汽车主导着当前的市场趋势，但它们也面临着巨大的挑战。电池生产需要昂贵的资源和复杂的制造工艺。传统内燃机的制造成本较低，但依赖于有限的化石燃料。氢动力汽车占据了独特的中间地带，它拥有与传统发动机相当的制造成本，且无需直接消耗化石燃料。
然而，氢气也面临着自身的资源挑战。目前的生产方法仍然依赖于最终会枯竭的自然资源。新兴的制氢技术或许能带来一丝曙光，如果这些技术得到完善，将彻底改变整个行业。
尽管氢能技术正逐渐被电动汽车取代，但它仍然是一个可行的长期解决方案。关键在于克服生产限制并开发可持续的氢能来源。尽管仍存在一些问题，但氢能驱动未来的潜力不容忽视。
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氢燃料发动机目前还不是零排放解决方案
与传统内燃机类似，氢燃料发动机通过化学反应从燃料和空气混合物中释放能量来工作。液态或气态的氢在发动机内部燃烧以产生推力。虽然其工作原理与传统内燃机非常相似，但氢燃料并非化石燃料，而是氢气。由于不涉及碳，整个燃烧过程的碳排放为零——这也是氢气作为燃料来源如此受欢迎的原因。但这也有一个问题。
氢燃料发动机的基本反应是两个氢分子与一个氧分子结合生成两个水分子。虽然这看似无害，因为水作为副产品释放出来，但该过程中的高温会导致燃烧室内的氧气和氮气发生反应，形成氮氧化物。这些氮氧化物对环境有害，会对植被和农作物产量造成负面影响。因此，尽管氢燃料发动机不会产生二氧化碳和其他有毒气体，但由于会释放氮氧化物，因此不能被视为零排放发动机。
氢燃料发动机效率不达标
氢气因其在实现零排放出行方面的潜力，经常被认为是可行的汽车替代燃料。尽管氢气拥有诸多优势，但以氢气为动力的内燃机 (ICE)一直难以达到性能和效率的预期。与化石燃料内燃机相比，氢气内燃机 (ICE) 的效率较低（20-25%），发电量也较低，从而缩短了行驶里程和续航时间。
氢内燃机 (ICE) 在概念上与汽油发动机类似，因此也会排放氮氧化物。然而，氢内燃机最显著的缺点是其燃油经济性和机动性。氢气的能量密度低于化石燃料，因此必须燃烧更多的氢气才能提供类似的能量水平。氢燃料电池和电动机是比传统内燃机更高效、更持久的替代品的两个例子。
然而，你和全国许多其他消费者一样，对电动汽车可能存在的一个严重问题是，它们不再拥有真正肌肉车般的轰鸣声。没有什么比听着一台大型发动机发动时发出的轰鸣声更令人激动的了，它正准备从起跑线上全力冲刺。诚然，电动机拥有更大的瞬时扭矩和更快的启动速度，但它们却缺少了参加一场全力加速赛最酷炫的部分之一。
氢动力肌肉车或许无法像汽油发动机那样拥有超高的扭矩和功率，但它们仍然是内燃机。内燃机肌肉车的设计初衷是比赛，会产生一定的噪音，但其设计理念仍然是尽可能减少对环境的污染。如前所述，氢动力发动机的污染程度会比电动汽车更大，但远低于传统的内燃机。这意味着，氢动力发动机既能保留传统发动机的驾驶感受和声音，又能消除其对地球环境的所有有害影响，是理想的选择。
运行氢内燃机可能并不便宜
一加仑汽油的能量与一公斤氢气的能量相当。然而，后者的生产成本要高得多。在美国，每加仑汽油的成本大约在3至4美元左右。而氢气在美国的成本约为每公斤16美元，而且只有使用可再生能源才能经济地生产。
将氢气压缩到高压罐中，需要消耗能量，这是将其用于车辆的必要步骤。纯氢气在地球上难以获取，全球绝大部分氢气供应来自甲烷燃烧，而甲烷燃烧会释放二氧化碳和其他温室气体。然而，利用太阳能等可再生能源电解水，可以可持续地生产氢气。虽然太阳能是一个很有前景的选择，但它无法解决这个问题，因为它仅占美国发电量的极小一部分。不过，随着太阳能成为越来越重要的能源，这种情况可能会随着时间的推移而改变。
汽油和柴油的价格一直在缓慢上涨。尽管全球有幸在过去一年中看到价格有所下降，但历史上一度低于 1 美元的价格必将继续上涨。随着价格飙升，电动汽车将变得越来越有吸引力，因为拥有它们的实际成本将隐藏在细节中。这意味着，由于您已经支付了家庭电费，因此插入一个额外的设备不会引起太多关注，因此从各方面来看，驾驶电动汽车都不需要花费任何费用。但实际上，它需要花费您每月加油费用的一半左右。例如，如果您每月使用 400 美元的汽油，那么您每月在家充电将花费 200 美元的电费。
随着利用可再生资源生产氢气的工艺不断改进，氢气的生产成本将越来越低。生产成本越低，您为氢动力汽车或卡车加满油时的价格就越优惠。因此，随着世界走向未来，氢气供应更加充足，电力价格也因需求而上涨，电动汽车的成本效益将低于氢动力汽车，这将导致行业方向的又一次转变。现在投资这项技术的公司将在竞争中遥遥领先。
汽车市场上电动汽车超越氢动力内燃机
氢燃料驱动的电动汽车效率几乎是氢内燃机电动汽车的两倍。此外，氢内燃机汽车的运营成本将高于电池驱动汽车，后者的价格正在下降，但普及程度正在提升。
氢燃料电池驱动的电动机比氢内燃机更具适应性、更紧凑，性能也更佳。此外，电动机还具有比内燃机更可靠、噪音更低的优势。FCEV 的初始成本高于使用氢燃料的内燃机，但其较低的燃料成本使其从长远来看更具经济性。
特斯拉、Rivian 等公司以及沃尔沃 VNR 电动系列卡车阵容一直在取得巨大进步，但卡车司机需要能够在充满电之前行驶数百英里。如果你做一些基本的数学计算，你就会发现问题所在。首先，假设一名司机在八天内行驶 80 个小时。他们每天可以在路上行驶最多 11 个小时，但为了方便起见，我们将时间平均分配，即八天内每天行驶 10 个小时。这意味着以 60 英里/小时的速度行驶，一名普通卡车司机每天需要行驶 600 英里，这与充满电后可以行驶 200 英里相差甚远。
氢动力正是为此而生。其装置与施万斯送货服务公司（Schwans Delivery Service）使用的丙烷驱动的两吨运输车辆非常相似，但配备了氢气罐。这将使任何长途货运公司都能减少柴油燃烧产生的污染，同时仍能提供往返大陆运输货物所需的续航里程和动力。对于本地运输来说，电动半挂卡车或许可行，但对于长途运输卡车司机来说，这根本不可能。因此，减少碳排放的唯一途径就是使用氢动力，彻底告别柴油的使用。
储氢的挑战：为什么氢燃料电池需要大型燃料箱
氢内燃机 (HICE)作为一种潜在的减排和提升燃油效率的解决方案，备受关注。然而，这项技术面临的主要挑战之一是氢气的体积能量密度较低。这意味着为了达到相同的能量输出水平，车辆必须储存更大容量的氢气。因此，HICE 需要更大的油箱才能达到与汽油或柴油发动机相同的续航里程和性能。这意味着容纳油箱所需的空间将显著增加，这可能会对车辆的设计和功能造成影响。
从实际角度来看，更大的油箱意味着乘客和货物的可用空间更小，这会限制车辆的实用性和易用性。这可能是一个显著的缺点，尤其是对于空间非常宝贵的商用或个人用途车辆而言。此外，重型内燃机所需的油箱尺寸也会影响车辆的总重量和尺寸，从而对性能和燃油效率产生额外的影响。这使得设计高效实用的重型内燃机更具挑战性，同时还要保持与传统化石燃料发动机相同的性能和续航里程。
尽管面临这些挑战，使用氢气作为内燃机燃料来源仍有许多潜在优势。例如，氢气可以利用可再生能源生产，并且与传统化石燃料相比，有潜力显著减少排放。然而，我们必须认识到这项技术的局限性，并努力开发切实有效的解决方案，以满足消费者和各行各业的需求。
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