电池 vs 氢燃料电池汽车

虽然有人声称，只有专注于电池或燃料电池，才能获得大众市场，但行业趋势日益表明，电池动力汽车和氢燃料电池汽车的组合是最强大的，每一种都在不同的应用中特别有用。

乘用车和商用车中电池与氢燃料电池的概述

电动汽车

日产(Nissan)的LEAF、雪佛兰(Chevrolet) Bolt和特斯拉(Tesla)都是电池供电的电动汽车（BEVs），它们至少包含一个可充电电池。电动汽车充电时，可以插入标准家用插座以每分钟约2-5英里的速度充电，或插入公共快速充电插座以每分钟约25英里的速度充电。虽然更快的充电方法正在研究中，但目前这意味着在家里充电的电动汽车至少需要充电20分钟才能跑100英里。由于大多数司机习惯于在5分钟左右加300英里的油，这可能需要一些时间来适应。

但这对于每天在同一地点开始和结束的人们来说效果很好。考虑一个通勤者，他每年驾驶约12,000英里，大约每天33英里–他们可以像为手机充电一样轻松地在一夜之间给车辆充电。BEV也是商业用途的可行选择，例如公交车和送货车，它们的里程较低，而且经常停车，因为电池可以有效地管理可变的能源需求。

电池技术的挑战

电动汽车最大的限制是电池本身的重量。虽然增加两倍或三倍的汽油量(或燃料电池的功率)将分别使行驶里程增加两倍或三倍，但增加电池数量的收益很快就会递减。对于具有最大轴重允许的商用车辆来说，大型和/或额外的电池也会带来问题。研究人员正在努力制造更轻、更节能的电池。

对于长时间充电的解决方案也在探索之中。感应充电是一个有趣的研究领域，这种充电方式需要的电池更少，因为它们可以在车辆运行时进行充电。

氢燃料电池驱动的车辆

虽然纯电动汽车可能不是一个很好的公路旅行选择，但不太常见的燃料电池电动汽车(FCEV)却是。FCEVs明显更适合重型运输，无论是长途旅行还是重型车辆。

首先，燃料电池的能量密度比普通电池高得多，所以氢罐比同样充满电的电池更紧凑、更轻。(如图所示:一个60磅的铅酸电池可以存储大约80安赫的电力，而一个20磅的丙烷罐和一个30磅的燃料电池可以产生大约3400 Ah的电力)。燃料电池汽车也能在几分钟内加油，类似于汽油或柴油驱动的汽车。

燃料电池技术的挑战

燃料电池仍然比电池或汽油昂贵得多–目前大约是美国最昂贵的汽油价格的3.5倍。当前，支持FCEV的基础设施也更少了。

随着氢气的生产和分销成本降低，其中一些成本问题将通过规模经济解决。然而，燃料电池的锂和铂的可用性在一定程度上受到限制，并且燃料电池的回收方法要求它们成为真正的绿色解决方案。

乘用车制造商选择的是BEV还是FCEVs？

2020年，Horvath＆Partners分析了BEV和FCEVs的效率，比较了用于推进的能量和作为热量损失的能量。结果表明，纯电动汽车BEV的效率为70-80％，而FCEV的效率仅为25-35％。

在BEV和FCEVs的争论中，双方都有汽车制造商。特斯拉汽车都是纯电动汽车。大众汽车目前主要开发的是纯电动汽车，但也在重型运输、航空和航运车辆上使用燃料电池汽车。本田、现代和丰田都在朝着燃料电池汽车的方向发展，他们都看到了燃料电池技术的发展前景。

这些是真正的绿色解决方案吗？

与传统的内燃机相比，电池和燃料电池车辆向空气中引入的碳要少得多，但它们都不是完美的解决方案。

电池需要开采钴，锂，镍和铜，这对工人和环境安全均构成威胁。回收电池会限制采矿的必要数量，但它本身会产生大量的二氧化碳(尽管比我们现在的内燃机要少得多)。

总体而言，氢燃料电池汽车确实更环保，但纯电动汽车和燃料电池汽车的环保程度取决于驱动它们的能源。一些纯电动汽车使用风能或太阳能发电，但其他仍依赖煤炭。而用于燃料电池汽车的大部分氢气仍然来自天然气。这两种能源要想成为真正的绿色解决方案，必须以清洁、碳中和的方式发电。

值得深思：我们是在牺牲短期环保主义吗？

在世界大部分地区，支持大规模使用电动汽车和燃料电池汽车的基础设施有限，而且建设这些基础设施不太可能达到碳中和。因此，有一种观点认为，短期工作应集中于提高内燃机的效率，因为绝大多数消费者仍在购买和驾驶内燃机，直到不可避免地逐步淘汰内燃机。

两种技术都在无排放车辆中发挥作用

燃料电池产生的能量可以存储在电池中并以受控方式提供，因此这些技术非常适合在各种车辆中协同工作。

同时，最大的挑战是建立基础架构以支持这两种技术中的一种或两种，以使其能够被大规模采用。两者目前都用于特定的领域，电池供电的乘用车价格昂贵但获得了市场份额，而氢燃料电池汽车获得了吸引力：例如，全美各地区仓库和配送中心（包括亚马逊和沃尔玛的仓库）中使用的叉车。

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