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我們?cè)诔踔袝r(shí)學(xué)過(guò)氫的性質(zhì)，它是元素周期表上的第一個(gè)元素，也是宇宙中第一個(gè)原子。它本身可以與氧氣一起燃燒，并釋放出大量的熱能和水?；鸺l(fā)動(dòng)機(jī)中的液氫液氧發(fā)動(dòng)機(jī)也是比沖量最大的發(fā)動(dòng)機(jī)。所以用氫作為汽車內(nèi)燃機(jī)的燃料是完全有可能的。
早在2007年，寶馬就推出了搭載V12氫燃料發(fā)動(dòng)機(jī)的7系，但續(xù)航里程和性能都過(guò)低，100公里的加速時(shí)間將近10秒!如此低的性能，讓氫燃料發(fā)動(dòng)機(jī)長(zhǎng)期被人們所忽視，直到豐田和現(xiàn)代汽車推出氫燃料電池電動(dòng)汽車，氫能源再次獲得了高度的關(guān)注。氫燃料電池通過(guò)將氫和氧之間的電子轉(zhuǎn)換成電能，進(jìn)而驅(qū)動(dòng)電機(jī)驅(qū)動(dòng)車輪，大大提高了氫能源的效率。
氫燃料電池技術(shù)已經(jīng)發(fā)展了十年左右，豐田似乎已經(jīng)解決了直接燃燒氫的低效問(wèn)題，推出了一款用于賽車的氫動(dòng)力引擎。所以問(wèn)題是，氫能源的兩種發(fā)展路線，氫燃料電池和氫燃料發(fā)動(dòng)機(jī)，哪一條代表未來(lái)?一輛給你和電動(dòng)汽車一樣的駕駛體驗(yàn)，一輛給你和傳統(tǒng)汽油汽車一樣的駕駛體驗(yàn)。事實(shí)上，我們可以大膽猜測(cè)，在未來(lái)，氫燃料發(fā)動(dòng)機(jī)和氫燃料電池混合動(dòng)力系統(tǒng)。
寶馬是世界上第一家推出氫動(dòng)力汽車的汽車制造商，并已經(jīng)成功完成了一系列的開發(fā)過(guò)程。氫7采用了191kW / 260hp 6.0L V12發(fā)動(dòng)機(jī)，最大功率191kW，最大扭矩390N·m，從0到100km/h僅需9.5秒。電子限速為每小時(shí)230公里。如果沒有充足的氫氣供應(yīng)，V12發(fā)動(dòng)機(jī)可以迅速切換到傳統(tǒng)的汽油運(yùn)行模式。
自1978年以來(lái)，寶馬一直致力于氫動(dòng)力汽車的研發(fā)，并在未來(lái)幾年中不斷開發(fā)和升級(jí)這項(xiàng)技術(shù)。2000年，寶馬成為世界上第一家在德國(guó)漢諾威舉行的2000年世界博覽會(huì)上展示氫動(dòng)力汽車車隊(duì)的汽車制造商。與此同時(shí)，寶馬750hL已經(jīng)在真實(shí)的測(cè)試環(huán)境中證明了它的優(yōu)點(diǎn)。
2000年，世界上第一個(gè)公共氫燃料補(bǔ)給站在慕尼黑機(jī)場(chǎng)開放。2004年，氫燃料發(fā)動(dòng)機(jī)概念車問(wèn)世。它也有一個(gè)6.0l V12發(fā)動(dòng)機(jī)，但它的最大功率210kW, 1.5噸的車身和300.175公里/小時(shí)的最高速度。
雖然這輛車的性能還可以，但是當(dāng)移植到7系時(shí)，很明顯6.0L V12怪獸是用氫氣和氧氣燃燒來(lái)做功的，實(shí)在是太低效了。200公里的續(xù)航里程讓它變得不那么實(shí)用，駕駛起來(lái)也沒什么刺激。對(duì)于寶馬來(lái)說(shuō)，V12能在9.5秒內(nèi)跑完100公里簡(jiǎn)直就是個(gè)笑話。然而，在氫能源的碳探索中，寶馬并沒有停下腳步，而是改變了一條道路——我的氫下一步
2019年，寶馬發(fā)布了氫燃料電池技術(shù)I Hydrogen Next。它將一個(gè)X5模型轉(zhuǎn)換成一個(gè)氫燃料電池，可以容納兩個(gè)700 bar的氫罐，可以容納6公斤的氫。氫燃料電池系統(tǒng)產(chǎn)生約125kW的功率，電機(jī)輸出為275kW。
寶馬最終放棄了它的氫動(dòng)力發(fā)動(dòng)機(jī)，轉(zhuǎn)而使用氫動(dòng)力燃料電池，這是世界上最高效的技術(shù)，豐田、現(xiàn)代和許多其他大公司都在研究。目前，國(guó)內(nèi)氫能技術(shù)企業(yè)蓬勃發(fā)展，其中最關(guān)鍵的儲(chǔ)氫罐、減壓閥、反應(yīng)器等技術(shù)已發(fā)展相當(dāng)成熟。
氫燃料電池的好處是顯而易見的。它們充電迅速，充氫只需3分鐘，續(xù)航里程與燃料車相同，駕駛感覺與純電動(dòng)汽車相同，排放僅為水。
2021年8月23日至24日，一輛豐田Mirai在前往南加州的往返行程中燃燒了5.65公斤氫氣，總行程845.3英里(1360公里)，創(chuàng)造了新的吉尼斯世界紀(jì)錄。這是環(huán)保局402英里的兩倍多。氫燃料電池汽車的另一項(xiàng)紀(jì)錄是現(xiàn)代NEXO在2019年創(chuàng)下的778公里的行駛里程。
因?yàn)闅淙剂想姵睾苋菀撞僮?，所以不?yīng)該有任何新的方法來(lái)做它。然而，豐田用氫動(dòng)力卡羅拉賽車將時(shí)光倒流了20年。豐田尚未宣布?xì)淙紵夹g(shù)是否會(huì)很快進(jìn)入消費(fèi)者市場(chǎng)，但它在賽車上的應(yīng)用被視為一個(gè)測(cè)試案例。對(duì)于那些熱衷于傳統(tǒng)內(nèi)燃汽車的人來(lái)說(shuō)，豐田的氫引擎提供了與汽油引擎相同的行駛、性能和響亮的排氣聲，但只排放水和極少量的氮氧化物。
氫發(fā)動(dòng)機(jī)由DENSO噴嘴提供動(dòng)力，該噴嘴在高壓下將氫氣泵入氣缸，并通過(guò)計(jì)算機(jī)控制點(diǎn)火角度控制燃燒室的溫度。另一個(gè)亮點(diǎn)是，豐田卡羅拉氫賽車配備了4個(gè)可容納180升氫氣的儲(chǔ)氫罐。
從氫燃料發(fā)動(dòng)機(jī)到氫燃料電池再到氫燃料發(fā)動(dòng)機(jī)，有句話說(shuō)得好，東三十年，西三十年，但是氫能的利用隨著技術(shù)的發(fā)展只有20年的時(shí)間才開始向兩個(gè)方向迅速發(fā)展。在未來(lái)，我們不僅可以享受氫燃料電池帶來(lái)的“安靜野獸”，還可以享受氫內(nèi)燃機(jī)帶來(lái)的驅(qū)動(dòng)激情。但從目前量產(chǎn)汽車的角度來(lái)看，氫燃料電池技術(shù)發(fā)展更為迅速，氫能化學(xué)能轉(zhuǎn)化為電能再轉(zhuǎn)化為機(jī)械能(無(wú)大熱損失)的效率要高于氫內(nèi)燃機(jī)，消除了內(nèi)燃機(jī)的油潤(rùn)滑系統(tǒng)和散熱系統(tǒng)。也許未來(lái)的氫燃料發(fā)動(dòng)機(jī)只會(huì)成為富人的大玩具。
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