首先我们来聊一下氢能源汽车的工作原理。

水的电解基本上初中化学就学过，在有电解质的溶液里通电，阴极产生氢气，阳级产生氧气。

氢能源电池的工作原理基本上是电解水过程的逆反应。

那么理工科的同学看到这个图，立刻就会问：催化剂是啥？

我们以日本丰田的Mirai为例，催化剂是钴和铂。对金属稍微有认知的朋友立刻会倒吸一口气。先不说钴的价格这几年都在涨、铂一直很贵，真的要铺开用，地球表层这两种金属的储量也非常有限。

那么什么是质子交换膜？

还是以Mirai为例，他的膜（PEM）不是自己生产的，而是美国的W.LGore生产的。这个膜长啥样呢?我去官网翻了一张图

从催化剂的角度看，使用寿命主要取决于氢气的纯度，如果混进来其它气体，很容易让铂金属中毒，从而降低反应效率和能量转换水平。在氢气纯度有保证的前提下，膜的使用寿命决定了单个电池堆的寿命。这个数据和锂电池的充放数是横向比对数据，按照膜5000小时工作时间，和锂电3000次充放来折算，从总行驶里程上来看，是锂电池占优势。但是两者都远超过了20万公里，达到正常私家车里程上限。

我们知道锂电池是电池做成电池组，氢燃料也不例外。

以Mirai为例，是370片电池组成了电池堆。具体参数如下，喜欢抠数据比较的同学，可以横向和各锂电系统比较。

讲完了电池的工作原理，也讲清楚了电池堆，那么我们来看一下整车。

动力控制、驱动电机这个没什么可说了，不管是哪种方式供电，基本都差不多。燃料电池堆和锂电的区别刚才已经讲完了。至于还要带一块大电池，一方面是为了存下多余的电能，另一方面也是作为应急能源使用。是的，燃料电池车也依旧要背蓄电电池。

看细节的朋友会问，升压变频器是个啥？这个是因为产品标准，要和丰田其它混动系统同步，所以需要变频器把电压升到650V。

锂电池车使用BMS，在需要提高输出功率时，是靠算法优势来控制的：在提高输出功率时，如何最大限度延长续航里程，最小限度影响电池寿命等等。而燃料电池不具备这样的优势，Mirai在长时间爬坡以及油门踩到底的时候，就会出现变频器电压超负荷。因此还被召回过。

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好了，讲到这，就差罐子没有讲了。

来，先看一眼罐子

这个罐子号称材料使用碳纤维+凯夫拉，能防弹（老子就奇怪了，钢瓶子一样也能防弹啊，拿防弹宣传个毛？）

看完形状我们在看看技术细节：

前几天说罐子和天然气出租车比没啥新意，被喷了一条街。大家等等，我先报一箭之仇。

武汉的爱丽舍天然气出租车，80L，存储条件是天然气的标准压力，20MPa。加完一次气，里程中位数是200公里。好，换算开始了，122.4除以80就算1.5吧，70除以20等于3.5

200×1.5×3.5=1050（假设天然气等同条件加压到70MPa）。

我用小学僧啥都不懂，清一色用乘除法的结论是，假如天然气也能用同压力压进这个罐子里，不用电池堆都能跑一千公里，TMD，你和我说还要花钱买电池堆，买升压装置，买电池组，爬坡的时候还可能电池组超压，然后才跑五六百公里？我脑残还是你脑残？

有兴趣的去做一下LNG、CNG的燃料车燃烧值与里程计算，我这就是用脑残数学怼一下脑残。

这个气罐，丰田做了80公里的碰撞试验（被追尾），说是没有问题。那么我们来看一下特斯拉最近一次真实的车祸

这是锂电路线的特斯拉撞消防车，当时的速度是105公里每小时，没有起火爆炸，人员也没事。丰田这个速度也OK？

那么车里着火怎么办？着火了类似飞机放油，罐子会向车的右后方放气，而且这么大的罐子，两分钟内要放完。脑残数学又来了，一秒钟要放一方氢气到火场里，我脑补了很久，也想象不出来这种排气是怎么个安全法。

综合罐子这段，核心是：费那么大事，还不如罐装天然气。罐子牛逼那么大，撞个一百公里比比啊。

那么接下来要讲氢气的制备了。

首先不外乎最简单的是：电解水得到氢。

同样的电，存到蓄电池里，几乎没多少损失。但是电解氢后，加压氢气要消耗能量，在电池堆里转换成电的转化率不到60%，里外里要丢掉一大半能源。是不是有病？

至于说用天然气制备氢气，从能量转换来看也一样。制备成氢气首先有能耗，电池组转换又有损失。既然罐子那么牛，搞那么多地方做加氢站，为什么不直接烧天然气呢？

而基于煤化工的氢气，是比较便宜的，但问题来了，前面说过氢气要纯，否则容易催化剂中毒。而煤化工的氢气里杂质恰好是能让催化剂中毒的。

那么什么路线是最好的呢？

不外乎是太阳照一下，氢气就出来了。这条直接从太阳能到氢能的路线，才是真正的未来。这个技术路线称之为光催化分解水制氢，中科大目前又走在前面。

附几个图，有兴趣的去看论文。

扯到这里，要点题了。

别信小日本忽悠，燃料电池多优越。固然这个技术非常好，应用在航天、潜艇以及一些不甚考虑成本的领域，会很棒。但是应用在汽车上，不说安全性，仅从整体能量（包括制氢环节）转换效率上，就不如锂电为代表的蓄电池。我们现在也在大力发展氢能源，不管到时候制氢环节有没有革命性突破，在技术储备上先到位总是没错的。

氢能源最重要的是什么？是如何使用太阳能制氢。我们现在的太阳能发电，是把阳光转换为电能，电能再输送到城市，给蓄电池充电（新增风光发电对应电车的电力消费增长）。氢能源汽车要发展，首先就要解决如何从太阳能直接制氢的问题。没有解决这一步，不管用哪种方法制氢，那都是在间接消耗太阳能，多了一个能量损耗环节（这里还没有讨论加氢系统消耗的社会资源）。

只有太阳能制氢，能和太阳能发电同台PK。其它制备方式，多一个中间商赚差价，就是不行。

而中国走的锂电路线是什么样的呢？前几天也码了一篇，链接甩这：从技术研发与技术应用看电池

错别字不改了，我想我说清楚了。