氢燃料电池原理解析，氢燃料电池车就是一场骗局吗

氢燃料电池的历史非常早，公元1845年，英国科学家威廉·格罗夫（William Grove）制造出了第一个氢燃料电池，证实了在一定的条件下，氢气和氧气的结合除了产生水，还会产生电流。

氢燃料电池原理：

通过给燃料电池的正极提供氢气，负极提供氧气，在正负极之间加一层隔膜。在催化剂的作用下，氢原子外层的电子会游离出来，变成电子和氢离子。因为只有氢离子才能通过那层膜，电子就被挡在膜外，在不断的反应下，电子不断集聚，此时通过接上一根导线通到正极，电子在电压的驱使下跑到正极，即输出了电流。

由于氢离子实际上是质子，所以那层膜也叫“质子交换膜”。由于一层膜左右两侧的压差比较小，通常只有0.5V-1.0V，所以需要在正负极之间加上几百层膜结构，由此来得到高电压。为了保证催化剂的活性，在电动汽车使用的燃料电池中，电池的工作温度一般在90摄氏度左右。这个电化学反应过程中，化学能转化为电能的效率最高可以到80%，远比内燃机的40%高得多。

其中，催化剂使用的是金属铂，且对氢气纯度（99.99%）要求极高，否则就会大大降低反映效率。而作为贵金属，价格却居高不下，导致氢燃料电池成本过高。

丰田Mirai氢燃料电池汽车为例，主要结构上由燃料电池、储氢罐、驱动电机、储能电池等组成，通过加氢、电化学反应、产生电流、输入电池、驱动汽车，本质也是属于电动汽车。但结构上比纯电动汽车更复杂，整车制造成本也更高。

氢燃料电池车就是一场骗局？

氢燃料电池车的使用过程中是绝对环保的，电化学反应除了产生电流、就是水。但氢气是二次能源，自然界并不存在可以直接使用的氢气，制氢的过程中也存在不环保的问题。目前，中国氢气制取还是以“灰氢”为主，“蓝氢”为辅。煤炭制氢、天然气制氢、工业副产制氢分别占比达62%、19%、18%。

“灰氢”指的是传统利用化石燃料石油、天然气和煤制取氢气的方式，这种路线是目前成本最低、效率最高的制氢方式，但无法达到减碳的作用；

“蓝氢”则是在“灰氢”基础上，加配碳捕捉和碳封存技术（CCS 技术），借此来降低碳排放强度，但由于加配了设备，让成本有所增加；

“绿氢”主要是利用电解水制氢，这种方式需要大量的电能，制氢过程完全没有碳排放，但成本较高。

根据2021年的数据，中国火力发电占比高达70%，虽然占比逐年下降，但绿电的占比还不够大，并不具有经济效益和环保效益。既然没有绿电，就没有真正的“绿氢”了，这跟大家很多人吐槽纯电动车用电不环保是同个逻辑的。消耗电能来制备氢气，氢气再通过电化学反应产生电能，驱动车辆，这让很多人觉得就是多此一举。按照国家的规划，纯电动、氢能源都是鼓励发展的，但不是乘用车领域，而是应用在中重型车辆、大巴、卡车等新能源客货车辆，以及船舶、航空器等领域。