氢能汽车零排放的原因

2020年国务院常务会议召开正式通过《新能源汽车产业发展规划》，这表明了我国的新能源发展将迈向一个新台阶，也为新能源汽车在未来的发展提出了规划。氢能源作为新能源中的一部分，为什么氢能源汽车能在车辆市场中占有一席之地并且被不少专家看好在未来具有广阔的发展前景呢？其零排放对于环境的保护究其是一个主要原因。在探究氢能汽车零排放的原因之前，先来了解两个概念：什么是氢能汽车？什么是“零排放”？

什么是零排放？

零排放，简单来说就是控制生产过程中所产生的废物排放或者将其排放的废物通过变成另外一种产业的原料等循环利用的方式充分利用进而减少到零，最终以水、气、声、渣、热等形式排入环境，不会对环境产生污染。

什么是氢能源汽车？

氢能汽车是以氢作为能源的汽车，目前将其分为两种类别，第一类是以内燃机燃烧氢气从而产生动力的氢内燃机汽车（HICEV）。第二类是依靠氢与空气中的氧在电池中反应产生电力推动的电动机从而为车辆产生动力的氢燃料电池车（FCEV）。他们的基本原理都是以氢作为能源的汽车，将氢反应所产生的化学能转换为机械能来为车辆提供动力。

最后再来了解为什么氢能汽车能实现零排放？

氢能汽车中的氢燃料电池是一种能将燃料的化学能转化成电能的电化学发电装置。相对的采用氢气作为燃料的燃料电池就是氢燃料电池。现在的氢燃料电池以固体高分子燃料电池的应用为主，并且其电解质为高分子树脂薄膜即质子交换隔膜，这种电池的启动时间也相对较短。通俗来讲，就是将水电解成氢气和氧气的逆反应，唯一的产物就是水，还有相当一部分的热量和电能，不产生其他废物,所以此反应过程在清洁的同时还具有高效性。

氢燃料电池不受传统发动机热效率的限制，采用卡诺循环约42%，氢燃料电池的能量效率很容易达到60%以上。氢燃料电池的工作原理是通过燃料电池正极中的催化剂将氢分解成电子和氢离子（质子）。质子通过质子交换膜到达负极，与氧反应生成水和热。相应的电子通过外部电路从正极流向负极以产生电能。

氢燃料电池的核心部件是质子交换膜。质子交换膜将氢中的电子分离成质子，然后质子从正极交换到负极，并与氧反应产生水和热。氢燃料电池系统通常由燃料电池堆、储氢罐、动力电池、燃料电池直流升压变换器、功率控制单元和动力电机等组成。领先的燃料电池组功率密度为3.1kW/L，最大输出功率为114kW。由于每个燃料电池的输出电压只有0.6-0.7V，因此需要与直流升压变换器和动力电池配合使用，使电压适应650V的高压来驱动动力马达。在这种情况下，氢动力汽车不仅可以实现相对零排放，而且提升了性能。