在我现在居住的西班牙，有很多电动汽车-我几乎每天都在道路上和充电站碰面。 而且，每年都有越来越多的电动汽车（当然，不仅在西班牙）。 但是还有另一种选择-氢燃料汽车，因为它们的废气是水，所以也不污染自然。 今天参考的主题是制氢机，其运行原理和前景。
第一批氢动力汽车何时出现？
1806年，发明了氢动力内燃机FrançoisIsaac de Rivaz。 他通过电解水得到氢。 发明人创造的活塞发动机称为De Rivaz发动机。
点火是火花，发动机有连杆活塞系统。 好吧，气缸是由氢气和氧气的混合物与电火花一起引爆而驱动的-它必须在活塞降下时手动产生。 两年后，同一位发明家制造了一种带有氢发动机的自行式设备。
但是多年以后开始或多或少地广泛使用氢气来运行汽车发动机。 1941年，在围攻的列宁格勒，GAZ-AA汽车发动机被工程师级工程师B. I. Shelish改装。 发动机控制弹幕气球的绞盘（它们充满了氢气，并且在列宁格勒有大量的天然气储备），但这是汽车发动机。 此外，汽车中的几百台发动机也进行了改装。
自1980年代以来，包括美国，日本，德国，苏联和加拿大在内的几个国家已经开始实验性生产氢动力汽车，气氢混合物以及氢与天然气的混合物。
1982年，Kvant炼油厂和RAF工厂
开发了世界上第一台实验性Kvant-RAF氢小巴 ，该
小巴结合了基于2 kW氢空气燃料电池和5 kW *镍锌电池的联合发电厂。
多年来，此类汽车是在不同国家/地区开发的，主要是作为实验。 在绿色汽车概念流行之后，丰田等大型公司对氢能汽车产生了兴趣。 从2000年代开始，汽车公司开始开发商用车的概念。
从哪里获得氢气？
氢可以通过多种方法获得：
- 甲烷和天然气的蒸汽转化；
- 煤气化;
- 电解水；
- 热解
- 生物技术。
现在认为生产氢的最经济的方法是蒸汽转化。 这称为使用蒸汽重整从轻烃（甲烷，丙烷-丁烷馏分）生产氢。 重整是在水蒸气存在下烃的催化转化过程。 在高温（700–1000º）和高压下，使用催化剂将水蒸气与甲烷混合。
在蒸汽转化中，生产氢比使用任何其他方法（包括电解）便宜。
产生氢的最无害的方法是电解-使用电流从水中产生氢。 氢气收率的纯度接近100％。 除了电力污染外，此类工厂几乎对环境无害，因为在运行期间仅释放氢气和氧气。
生产氢的另一种环境友好的方法是生物质反应器。
来源氢气既可以在大型工厂中生产，也可以在相对较小的企业中生产。 产量越大，天然气成本越低。 但是在第一种情况下，将氢气输送到加油车的地方的成本增加了。
燃油系统如何工作，有哪些选择？
最好以串联氢能汽车Toyota Mirai为例来考虑这种系统的工作原理。 基础是燃料电池，一种将氢和氧的颗粒转化为水的电化学系统。 在这种元素内部是将阳极和阴极隔开的质子传导聚合物膜。 通常这些是带有负载催化剂的碳板。
在阳极催化剂上，分子氢失去电子，阳离子穿过膜到达阴极，电子被转移到外部电路。 在阴极催化剂上，氧分子与电子和质子结合形成水。 蒸汽或液体是唯一的反应产物。
基于质子交换膜的燃料电池的优势是其高比功率和相对较低的工作温度。 它们迅速升温，并在启动后几乎立即开始产生能量。
Mirai使用的燃料电池每单位体积的比功率高（3.2 kW / l），最大功率为124 kW。 由燃料电池产生的直流电被转换成交流电，同时电压增加到650V。向锂离子电池供电。 为了运动，机器会消耗存储在其中的能量。
Mirai燃料电池中的氢气来自高压气缸（约700 atm）。 汽车中的控制单元控制燃料电池的运行以及电池的充电/放电。
根据丰田公司的说法，每100公里的Mirai赛道最多需要750克氢。 未来的业主
说每100公里约有一公斤氢 。
这样的车有危险吗？ 怎么了
由于氢气是可燃气体，因此必须小心运输和存储。 我们需要高度灵敏的气体分析仪，以防泄漏时发出信号。 的确，氢是一种极易挥发的气体（毕竟，它是最轻的化学元素），当它进入大气层时，氢会迅速上升。
它燃烧非常快。 兴登堡号飞艇只燃烧了32秒。 由于大火的瞬变，并非所有乘客都丧生，在飞艇吊舱中的97人中有62人得以幸存。
但是，如果会有很多氢能汽车，那么将需要新的道路安全措施。 ICE汽车也很危险-在发生事故和油箱故障的情况下，汽油或柴油泄漏到路面上并会着火。 如果刺入装有氢气的储罐，
气体将很快蒸发 。 但是，如果附近有明火或火花的源头，氢气会点燃。
Mirai和其他氢气车使用非常耐用的氢气罐。 丰田制造的坦克是防弹的，其壁由重型纤维制成，可以承受大口径武器的射弹。 为了进行测试，该公司雇用了狙击手，在同一个位置两次击中坦克后，只有0.50口径的子弹可以穿透坦克。
如果遵守安全措施，氢汽车的危险性不及配备内燃发动机的汽车。
燃料电池的使用寿命是多少？
到目前为止，此类信息仅适用于Mirai。 丰田说，保证一个单元可以工作25万公里。 然后，如果电池的性能下降，则可以在服务中心进行更换。
哪些公司已经在生产或将要生产氢能汽车？
氢能汽车是由本田，丰田，梅赛德斯·奔驰和现代公司开发的-这些公司已经有现成的汽车。 到目前为止，其他仅显示概念（但是，工作者）或仅显示精美的图像。 前者是奥迪和福特，后者是宝马（公平地说，必须说，宝马在2007年发布了100个仍在做实验的氢模型实验车）和雷克萨斯。
到目前为止，只有Toyota Mirai和Honda Clarity进入了该系列。 它们可以在美国和欧洲购买。
多少钱？
目前，氢能汽车在操作上比传统汽车稍贵。 因此，在欧洲行驶480公里时，普通车车主的燃油费约为45美元，而Mirai车主的燃油费约为57美元。 尽管有些国家的政府补贴了汽车用氢气的生产，但事实并非如此。 1公斤氢气的平均价格为11.45美元。
为什么氢能汽车比电动汽车更好？
实际上，这个问题并不完全正确。 事实是，带有燃料电池的氢动力汽车和“清洁”电动汽车就是电动汽车。 在一种情况下，汽车是用氢气作为燃料，第二种是用电。
如果将大多数电动汽车和丰田Mirai的成本进行比较，那么它们是可比的，这是数万美元。 现代ix35燃料电池的成本约为5.3万美元，丰田未来-5.7万美元，本田清晰度-5.9万美元。特斯拉电动汽车的成本为4.5万美元（3.5万美元的基本配置仍可预购）。 宝马的电动汽车售价约为5万美元。
氢能汽车快速加油-仅需3-5分钟，而电动汽车则需要半小时到几个小时才能充电。
氢传输的主要优点是燃料电池可以使用多年，并且实际上不需要维护。 如果您使用电池电量充足的“清洁”电动汽车，则其使用寿命仅为1–1.5千次循环，即3-5年。 此外，氢汽车在寒冷的情况下仍能正常工作（包括发风），但电动汽车的电池将失去电荷。
氢能汽车的前景如何？何时能在道路上看到它们？
氢汽车已经在欧洲和美国的道路上行驶（其他地区可能有孤立的副本）。 但是它们很少-几千，这不能称为大众介绍。
当前阻碍氢能汽车普及的问题是缺乏基础设施（就在几年前，类似的问题与电动汽车有关。） 我们需要专门的工厂生产氢气，运输氢气和加油的系统。
2019年的加氢站（ 来源 ）此外，氢气非常昂贵，因此，如果购买电动汽车，尤其是为了节省燃料，那么对于氢气机，则不是一种选择。 随着用于汽车生产氢气的工厂的大量兴起以及服务基础设施的出现，人们可以期待在公共道路上释放大量的氢气汽车。
但是，不能保证这是否会发生-尚不清楚。 像丰田这样的汽车制造商正在积极推广他们的汽车以及运输领域中氢的益处。 但是，在具有内燃机的普通汽车和电动汽车之间的竞争都太激烈了。