氫燃料汽車的未來是否會空轉?

《大眾科學》 編輯史蒂文·阿什利試駕了一款可能代表未來汽車交通的汽車——如果成本、技術和基礎設施問題能夠解決的話

當我們行駛在新澤西州中部的78號西線公路上時,一輛蘭博基尼Murciélago跑車呼嘯而過。我的同路人目送著這輛價值35萬美元的時尚跑車消失在視野中,但對我們這輛整潔的四門轎車視而不見。我們這輛車與眾不同的唯一線索是其外部的徽章、超靜音的執行以及微弱但持續的壓縮機嗡鳴聲。然而,實際上,我們這輛2008款本田FCX Clarity是一輛具有潛在革命性的汽車:它的油箱裡裝的是氫氣,為燃料電池供能。

“即使這輛車的成本可能和蘭博一樣高,也沒人注意到我們,”我觀察到。未經證實的訊息稱,Clarity的成本超過20萬美元,但坐在副駕駛座上的本田代表克里斯·諾頓拒絕透露價格。“這輛車更清潔,”他說道。

幻燈片:參觀本田的燃料電池汽車


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他的說法無疑是正確的:儲存在一個5,000磅/平方英寸的罐子中的9磅(4公斤)氫氣流入我們座位之間的緊湊型燃料電池“堆”,在那裡,氣體分子被催化劑離子化,在此過程中釋放電子。由此產生的正離子透過薄而選擇性的聚合物膜,而電子則流向134馬力的電動驅動電機。當電子出現時,它們與正氫離子以及來自空氣的氧原子重新結合形成水。水蒸氣,而不是其他物質,從排氣管中排出。

燃料電池上路
最新的燃料電池汽車在外形和很大程度上效能上與傳統汽車幾乎沒有區別。據說全球有1000多輛這樣的汽車在道路上行駛。然而,這種不斷發展的環保推進技術的價格對於大多數駕駛者來說仍然遙不可及。

本田計劃在未來三年內每月租賃約200輛它稱之為第一批次產燃料電池汽車,每月租金為600美元。但該計劃旨在展示日常使用的技術,直到產量增加到足以開始降低製造成本為止。與此同時,其他汽車製造商也推出了原型車隊,包括梅賽德斯-賓士(F-Cell)、通用汽車(Equinox FCV)、福特(Focus FCV)和日產(X-Trail FCV)。

在美國,許多燃料電池汽車都集中在加利福尼亞州,但即使是“金州”也只有18個氫燃料站投入運營,遠不足以為許多汽車提供服務。因此,本田必須將其燃料電池租賃限制在居住在洛杉磯周圍三個24/7公共氫氣站附近的客戶。

尋找氫氣
這種情況凸顯了該技術更大規模採用的另一個主要障礙——缺乏全國性的氫氣分配和加油基礎設施。我和克里斯正從紐約市驅車約100英里(160公里)前往賓夕法尼亞州阿倫敦的氫氣站加油,該氫氣站由空氣化工產品公司運營,是東北地區為數不多的此類設施之一。在那裡,我瞭解到,實際的五分鐘“加油”過程非常簡單,因為它與標準的汽油加油非常相似。

空氣化工產品公司的人員對加油過程的安全性表示放心。工程師尼克·普格利斯引用了該行業半個世紀處理易燃氣體的經驗,以及他的公司已經安全地為72,000多輛汽車加過油的事實。

空氣化工產品公司自然看好擴大國內氫氣生產和分配系統,因此普格利斯討論了該國基礎設施在能源行業和美國政府的幫助下可能擴大的幾種途徑。但他對氫氣的泵價不太願意透露,他暗示了決定成本的許多因素。據報道,全國範圍內氫氣的價格為每公斤(2.2磅)5至10美元甚至更高。倡導者聲稱,燃料電池動力系統的高能效使氫氣在每英里基礎上與汽油具有競爭力。

一輛真正的汽車
在試駕過程中,我發現這輛四座的FCX Clarity靈巧且駕駛樂趣十足,儘管電動助力轉向感覺有點脫節。與所有電動汽車一樣,它安靜得令人不安,並提供即時最大扭矩,例如可以進行野兔起步。

該車出人意料的寬敞內部空間實用且符合人體工程學,但在未來主義方面卻很優雅。電子小玩意比比皆是:先進的導航和音訊系統;省電的加熱和冷卻座椅;電動車窗和後視鏡控制;以及基於雷達的前方碰撞警告系統,該系統會在前方存在危險時發出警報,甚至在必要時進行制動。後備箱可存放約13立方英尺(0.37立方米)的貨物。

缺點包括:啟動時偶爾會出現幾秒鐘的延遲,但可能最大的缺點是儀表板上笨拙的換擋控制,它向下推入“前進擋”,向上推入“倒車擋”。

該車的能量使用表是真正積極的方面之一。汽油-電動混合動力汽車通常採用難以解讀的顯示屏,但FCX Clarity採用了一個簡單的中央儀表板球,該球會改變大小和顏色,以引導駕駛員更高效地駕駛。易於讀取的指示條顯示動力系統是在消耗氫氣還是僅消耗288伏鋰離子電池的電量,或從其動力再生制動器中充電。

返回的旅程
我們200英里(320公里)的往返行程指出了當今燃料電池汽車的另一個缺點——行駛里程不足,這是由於燃料儲存容量有限造成的。儘管本田表示FCX Clarity的續航里程為280英里(450公里),在城市駕駛中每加侖可行駛79英里,或每升(汽油當量)可行駛33.5公里,在高速公路上每加侖可行駛68英里(29公里/升),但我們有點難以確定是否剩餘足夠的燃料來確保諾頓明天返回阿倫敦的行程不是一場賭博。我可以在出去的路上儘可能快地開車,但他要求我在返回的路上保持更高的燃油效率。透過以略高於限速的速度行駛,我們以合理的每加侖65英里的燃油經濟性和超過一半油箱的氫氣進入曼哈頓。

燃料電池技術的前景歸結為一個先有雞還是先有蛋的問題:如果沒有更多的氫燃料汽車,就不會有更多的氫氣服務站,如果沒有容易到達的站點,駕駛員就不會要求更多的燃料電池汽車——這使得它們對於日常出行來說是不經濟且不切實際的選擇。因此,燃料電池作為汽車動力來源的未來仍然處於停滯狀態。

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