用液态氢代替液态天然气，直接烧氢气岂不是比做成氢燃料简单？为何非要氢燃料电池？

关于问题用液态氢代替液态天然气，直接烧氢气岂不是比做成氢燃料简单？为何非要氢燃料电池？一共有 2 位热心网友为你解答:

【1】、来自网友【碳管家智能云平台】的最佳回答：

氢气常温下是气态的，但如果你在车上储存气态的氢气(像现有油箱那么大的容积)车基本开不了多少公里。增加氢气的储存量常见的有两种方式：加压降温将氢气压成液体，使用某种特殊合金与氢气结合形成氢化物，需要使用时再加热重新释放出来。

液态的氢温度很低在零下 250 度以下，在常温下它不断蒸发形成气态的氢从而流失，所以储存液态氢需要一个性能极其优异的绝热的抗压的特殊材质的容器，这个容器的成本就很高，但即便这样也无法彻底组织氢气的散失，有可能你的氢气车刚加了一大罐液态氢，你出了趟差回来就发现汽车没有燃料了，这岂不是很尴尬。另外，对于我们普通车主来说，车内空间本就珍贵，谁愿意背着个大罐子在车上占用空间呢(液氢密度是水的 1/15，45 升水的容积才能装下 3 公斤多的液态氢，所以还是个大体积的罐子)。

储氢合金是指在一定温度和氢气压力下,能可逆的大量吸收、储存和释放氢气的金属间化合物,其原理是金属与氢形成如离子型化合物、共价型金属氢化物、金属相氢化物-金属间化合物等结合物,并在一定条件下能将氢释放出来。这种合金的材质本就属于稀有金属，不易制作，成本高，所以更不好推广。

而氢燃料电池之所以成为发展方向就是因为它不仅具备氢燃烧无污染的优点，还具备了噪声低，效率高等优点，燃料电池的发电效率可以达到 50%以上，直接将化学能转换为电能，不需要经过热能和机械能(发电机)的中间变换，而且没有了制备成本高，储存困难等缺点，所以成为了首选。

前面几位答主回答的都很全面，我这里补充一点。

有很多人认为，氢气，尤其是电解氢实在太贵了。确实，目前来说电解氢确实很贵，但是为什么电解氢这么贵呢？

能量是守恒的，用电电解水制氢，有多少电，制多少氢，为什么电解水制氢就会贵呢？

答案就是电解水过程中，有相当一部分电能被转化为热能，浪费了。

如图

通过逆向燃料电池电解水，理论上可以将水 100%的转化为氢气。

当固体氧化物燃料电池技术成熟后，电解氢的价格将会大幅度降低。

那时候才是氢能源真正到达普及的时候。

如今，我们之所以要推动氢能源，实际上就是在开拓氢能源这条道路。

在资本的帮助下，我们通过大范围的试错，来找到一条正确的，将水变成廉价氢气的道路。

相关资料细节，建议看看包信和院士在中科院院士大会的报告。

包信和院士 | 清洁能源科学基础与展望【2021 中科院学部院士大会报告】

氢能源将是未来的主要能源之一，它可再生，易于获取，是当今世界上最具潜力的绿色能源。

来源：知乎风电氢能氢启未来网

【2】、来自网友【老司机侃侃车儿】的最佳回答：

电动爹再见！充氢 5 分钟，续航 1000 公里！氢能源时代真的要来了？

目前的电动汽车存在充能时间长，续航不稳定，冬季续航高速续航衰减严重，受充电设施制约等等问题，目前还很难取代燃油车，而所谓的电动汽车环保，无非是把城区的污染转移到了郊区，在中国火力发电占比高达 70%的情况下，电动汽车何谈环保，而且电池污染也是一个不能回避的问题。那么是否有一种新能源，能够解决电动汽车的这些短板呢？答案是有的，那就是氢能源汽车。

氢能源汽车可以说才是真正的新能源汽车，它的充能速度快，3-5 分钟就可以充满，它的巡航不受温度和速度影响，基本上可以行驶和标称续航差不多的距离，甚至可以更长，5 月 26 日，氢燃料电池车全新 Mirai 的续航打破世界纪录，从法国巴黎南部奥利省 HYSETCO 出发，进行了一次历时 22 小时的续航挑战，一次加氢行驶距离达 1003km。在测试结束后，Mirai 的仪表盘上还显示有 9 公里续航。根据测算，Mirai 的平均燃料消耗量为 0.55 公斤氢气/100 公里，按国内氢能每公斤 30 元计算，Mirai 的行驶成本在 16.5 元/100 公里。

很多人对于氢燃料汽车仍然还有很多疑问？下面我们就来聊聊氢燃料汽车的这些事。

1、氢燃料汽车为什么不直接燃烧氢气，而是要多此一举，把氢气转化为电能？

氢燃料汽车是将氢气送到燃料电池的阳极板（负极），经过催化剂（铂）的作用，转化为电能的，是不是多此一举呢？为什么不直接燃烧氢气呢？氢气的热值可是要比汽油高得多。事实上，也是有直接燃烧氢气的氢能源汽车的，比如说宝马氢内燃机项目 Hydrogen 7 轿车，和马自达 RENESIS 氢动力转子发动机。但是氢内燃机有两个问题难以克服。第一点是，氢内燃机的转化效率在 40%左右，没有氢燃料电池汽车 60%以上的转化效率高。因此续航要缩水 20%左右。第二点就是，氢内燃机的安全性要比氢燃料电池汽车差一点，因为在氢燃料电池中氢气是附着在某些基质上的，而不是单质的气态或液态方式存在，因此安全性更高。

2、氢气安全吗？会不会容易爆炸？

很多人认为氢气不安全，是因为近两年有一起加氢站爆炸事故，但是几乎每年都会发生多次加油站爆炸，却很少有人质疑汽油不安全。氢气的确是存在一定的危险性，但是主要是发生在运输的过程中，在储存和使用的时候，氢气比汽油更安全，因为氢气的逸散速度快，很快就会飘向空中，不容易沉积，反而更安全。而在氢燃料汽车中，氢气被储存在金属内胆碳纤维钢瓶里，可以承受 70Mpa 的压力。冬奥会崇礼赛区 50 辆氢能源大巴将使用氢燃料为全球的奥运会参赛选手服务，如果氢气容易爆炸，是不可能作为奥运会的使用车辆的。

3、到哪里去加氢，加氢贵吗？

目前从全球来看，只有日本加氢比较方便，所以说，氢气如果要向民用车普及，还有很长的路要走，但是加氢站的建设也在紧锣密鼓的实施中，目前，国内加氢站一共有 141 座，其中 119 座正在运营，22 座已经建成但是还未试运营，另外，还有 73 座正在建设，预计今年就可以完工，而中石化还计划在 2021 年建成 100 做加氢站。十四五期间，还要建成 1000 座加氢站，或者油氢合建站。目前我国的氢气价格是 30 元每千克，如果按照丰田 MIRAI 5.6Kg 氢气能跑 850KM 计算，大概为 0.2 元 1 公里，比可以安装家充的电动汽车行驶成本高，但是比在外面充电桩充电更便宜。

4、氢气从哪来？

很多人认为，氢气需要电解水而来，用电制氢再把氢气加注到车上，再用氢气发电，这完全是脱裤子放屁。但是氢气不止电解水一种来源，电解水出来的氢气比较纯净，但是我国存在大量的工业副产品氢气，每年大约有工业副产氢 1000 万吨没有妥善利用，这部分氢气被称为“灰氢”，纯度不能达到 99.97%的燃料电池车用氢气国家标准，但是中石化已经研发出了低成本的氢气提纯装置，可以低成本地将氢气的纯度提升至 99.999%，否则，中石化怎么有底气要建设 1000 座加氢站？所以还以为氢气的制取要靠电解水，就有点落伍了。

5、为什么说氢能源是更环保的能源？

相比汽油燃料产生大量排放物，电动汽车看似环保，但是国内的电力大部分依赖于火力发电，而且电池的污染问题不容忽视。氢燃料汽车的所有排放物都是水，而且氢燃料汽车的电池使用类似于混动汽车，本身容量就不高，只是作为中转站，而且使用寿命长。至于氢气制取的污染问题，上文已经说过了，本身我国就有大量的工业副产品氢气，这部分氢气妥善利用起来，能够减少化石燃料的污染。

6、氢气这么好，为什么只有日本在开发？

事实上，日本确实走在了氢能源利用的前面，全球接近 70%的氢燃料汽车专利都掌握在日本手里，但是韩国、美国、德国、中国等等国家都未放弃氢能源的研究，只不过日本作为岛国，忧患意识最强。氢气可以从水中提起，地球上也存在大量的氢元素，因此氢气可以说是取之不尽用之不竭的，一旦取得技术突破，石油美元将崩溃，能源安全问题不复存在。目前国内多个车企正在研发氢燃料汽车，而长城汽车已经研发出续航 1000 千米的氢燃料汽车，不久就会问世。

7、氢燃料汽车的发展，还存在哪些问题？

氢气的低成本提纯技术已经取得突破，安全也不是困扰氢燃料汽车的问题，那么阻碍氢燃料汽车发展的真正问题在哪呢？其实主要是两点。

第一点，氢燃料汽车的成本问题，我们都知道，氢燃料汽车的催化剂要使用贵金属铂，铂的全世界产量很低，价格也很贵，大概是黄金的 4 倍，铂经常被用来作为氢燃料电池汽车无法产业化的反面理由。不过，技术人员正在抓紧研究降低铂的使用量，目前本田 Clarity 催化剂 Pt 含量降至 0.12g/kw，丰田 Mirai 燃料电池催化剂 Pt 含量达到 0.175g/kw，而我国的铂用量大概在 0.3~0.4g/kw，理想的铂载量为每车 5g，与尾气催化剂铂含量接近。

第二点，氢气的大规模运输问题，目前高压气态储氢应用最为广泛，而低温液态储氢是比较理想的储氢技术，将氢气深度冷冻至 21K 液化，再装入隔温的槽罐车中运输，65 立方米的槽罐车容量，可容纳 4000kg 氢气。但在目前的技术条件下，不同的运氢方式均有一定程度的危险性。如果能解决大规模，低成本、高安全性的氢气运输方法，氢燃料汽车的普及就指日可待了。