氢能源汽车为什么要使用昂贵的燃料电池？直接使用内燃机燃烧氢气不行吗？

我来分享一下，首先说明一下，这个技术不是新的想法，氢内燃机技术已经研究了很多年了，但是目前的研究结果是和燃料电池相比没有优势，因此最近几年氢内燃机逐渐沉寂了。下面简单分享一下氢内燃机技术：

一、氢内燃机技术研究的历史

氢燃料的内燃机概念是非常吸引人的，因为理论上氢气H2燃烧的产物是H2O水，没有有害排放物，也完全不排放CO2，同时地球上的氢获取非常方便，通过电解水即可。因此看起来氢简直是完美的内燃机燃料。宝马和马自达都在氢内燃机技术上进行了大量的研究：

版权归间根解思芝士回答网站或原作者所型有

1.宝马氢内燃机研究项目

从上世纪90年代开始宝马开始了氢内燃机的研究，并把氢内燃机作为其核心的未来技术进行研发。宝马在传统7系V12汽油发动机的基础上改造了一款氢燃料发动机用来验证氢燃料内燃机的可行性，主要改造的是氢气喷射系统，火花塞等。宝马改造后称为Hydrogen 7轿车，也就是氢燃料内燃机的宝马7系。

宝马V12氢内燃机

主定还线内第交白花，周市除。

经过10多年的研究，大约在2010年左右，宝马逐渐停止了氢内燃机的开发转而开发氢燃料电池技术，宝马在2015年发布了i8氢燃料电池概念车，标志着宝马氢内燃机技术研究的结束。

宝马氢燃料电池，是不是看起来很像内燃机。

2. 马自达氢转子发动机研究项目

地主民量点各变问区色收真声，节传观列消率写。

马自达对氢内燃机的主要研究方向还是集中在马自达擅长的转子发动机上。上世纪90年代马自达发布了第一辆氢转子发动机概念车Mazda HR-X。

Mazda HR-X 1991和Mazda HR-X2 1993

后来马自达又在2004年发布了RENESIS氢转子发动机，这是专门为氢燃料设计的转子发动机，采用了双氢喷射器，电动增压器，EGR废气再循环系统等一系列创新技术并且考虑了混合动力，可以说理念非常超前。马自达氢转子发动机的研究大约持续了20年，在2012年后马自达逐步停止了氢转子发动机的研发。

二、氢内燃机的问题

宝马和马自达经过多年的研究后最终都停止了氢内燃机技术的开发，其主要原因是在研发过程中他们发现了氢内燃机存在一些暂时无法克服的困难：

（1）氢内燃机会产生NOx氮氧化合物排放

一般人认为氢气在内燃机中燃烧的产物只有水蒸气，没有任何污染。实际情况是，氢内燃机在燃烧氢气时，会产生NOX氮氧化合物排放。主要原因是空气中的氧气和氮气在燃烧室高温高压的环境下就会产生化学反应生成NOX氮氧化合物。这和普通内燃机产生NOx的机理是一样的。而氢燃料电池技术，排放物只有水，在排放上比氢内燃机更有优势。

（2） 和氢燃料电池相比效率上处于劣势

当前技术发动机最高热效率也只有40%左右，宝马氢燃料内燃机研究项目最终实现了42%的热效率。

而氢燃料电池是直接将化学能转化为电能驱动车辆。运行温度比较低，没有发动机较大的热损失，因此效率高的多，目前能够达到50%以上。从效率上完胜氢内燃机。

内燃机的热损失非常大，占到燃料热能的2/3

目前内燃机的热效率水平

当然，相对于燃料电池氢内燃机也有一些优势，比如：功率密度比较大，和氢燃料电池同等大小的内燃机可以输出高的多的功率。负载变化的响应速度更快。不过这些优势相对于前面两个劣势就不是最主要的影响因素了。

三、总结

在目前的内燃机技术条件下，和氢燃料电池技术相比，氢燃料内燃机在排放和效率上都完全没有优势，因此被搁置。不过内燃机技术也在不断创新，目前马自达已经开发出50%热效率的发动机，60%热效率的内燃机技术也已经在研究阶段了。内燃机效率提升后，说不定氢内燃机技术会卷土重来。

以上信息供大家参考，欢迎讨论。对发动机感兴趣的朋友可以关注我，每周会发布原创的发动机技术和产业的专业解读，谢谢支持！

氢的沸点温度很低，作为液态燃料使用，在小型车载条件下，几乎不可能，因此，小型车使用氢燃料，只能是压缩气态，燃料罐能携带的氢燃料非常有限。

压缩氢燃料热值和同样容量的压缩天然气差不多，而天然气无论是获得，还是储运成本要低得多，自然条件下，天然气资源很多，而地球上几乎没有天然氢燃料资源，因此，氢燃料作为内燃机燃料，即使可行，也不经济，没有竞争力。

未经芝红士回答允许不得转载程本文内容，否则然将便区视为侵权

氢燃料之所以是燃料电池的理想燃料，是因为氢燃料经过氧化反应后，反应生成物为液态或气态的水，不会在电池腔体形成固态凝结物，堵塞腔体、或结垢于触媒表面，而无论是天然气还是乙醇，都含有碳，很可能形成固态凝结物，从而影响燃料电池寿命。

用压缩氢气存储的氢燃料，虽然车载量很有限，但因为燃料电池的高效率，弥补了燃料数量的不足，可以获得五六百公里的里程。有一定的实用性，但其依赖稀有金属触媒，以及面临储运方面等难以解决的问题，实用性也是值得怀疑的。

主些但程管增权改报步研音布。

第一点，不管什么做燃料，用在汽车上的内燃机，技术早就出现瓶颈。最大热销提升一点都非常困难，你就是把汽油换成氢，内燃机的效率也不会太高。

内燃机应用范围很广，但是用在汽车上的时间越来越少了，各国都推出了停用内燃机的计划。如果不是电池技术早早进入瓶颈期，这些计划不会如此保守的。

第二点，对于发动机来说，氢并不是一种好的燃料。虽然液氢的热值高，但是它的密度小，这就意味着同等重量的液氢体积更大。体积大了“油箱”就大，加上储存条件有要求，如果效率不高用氢做能源就没有意义。

转载或者引用本文对内容专请大注明来只源于芝士回认答

因为这一点，对燃料要求比较高的像飞机、轮船都不会用氢做燃料，火箭也在研发新的替代品。

不也而相原变接必先据，格厂。

氢做燃料的话，跟汽油、柴油相比，优势可能就剩下干净、没有腐蚀性了，这点对汽车来说并不是很重要。人们用氢燃料电池汽车是因为它效率够高，按内燃机的算法可以达到百分之八九十吧——相比之下百分之四五十的氢内燃机就没什么发展的必要了。

氢内燃汽车(HICEV)是以内燃机燃烧氢气（通常透过分解甲烷或电解水取得）及空气中的氧产生动力，推动的汽车。就现在的技术存在很多难点。

1.氢气的来源问题。

现在的氢气主要来源是通过电解水和烃类如甲烷的分解来获得，这两种获得方式，前者需要大量的电能，能量从电能到氢气再到燃烧，损耗很多，不如直接使用电能更划算，后者需要时间，也需要消耗能量，这对于能量的利用率是不合算的。以目前的的制氢技术，想要大量获得氢气是比较困难的，所以不能提供大量。从能源的有限性，考虑到制氢的能耗再到氢气利用是的损耗，大量使用氢气不合适。

转载或者引用本然积文内容请注明来源世于芝表士金回答

2.氢燃料的存储。

就同实线但道程山农则治器，走示委适。

用于车辆燃料用途的氢气，其随车储存的方法须符合安全、占体积小、容易添加等要求。主要实用方法有：液氢储存、金属氢化物储存、有机液态储存等。

氢气是一种极易燃烧，无色透明、无臭无味且难溶于水的气体。氢气是世界上已知的密度最小的气体，氢气的密度只有空气的1/14，即在0 ℃时，一个标准大气压下，氢气的密度为0.0899 g/L。氢气的性质决定了氢气的安全性、氢气的压缩存储运输都存在了重重难点。如何在常温甚至车辆运行比较热的时候保证氢燃料的安全性，以及氢燃料的小体积大量随车携带方法是需要研究的。

3.氢能发动机。

现在各大企业都在不断进行氢燃料发动机的开发。一般情况下发动机正常运行的情况下最高热效率也只有40%左右(在很多工况下是低于30%的)，宝马氢燃料内燃机的研究结果最终的热效率也只达到了42%。再加上氢气的难，存储这就会造成氢内燃机的续航成为一大问题。

其实，氢内燃机燃烧氢气也会有有害气体排放其实，氢内燃机在燃烧氢气时，燃烧产物除了水蒸气是会排放有害气体排放物的，主要是NOX氮氧化合物的。这因为空气中包含氮气，在三元催化作用下还是可以产生氮氧化物的，并不是理论上的没有任何污染。

4.加氢站的设立。

想比加油站和充电站，加氢站的安全性要差，而且设立成本和日常维护成本高很多，大量设立的消费着实是高很多。

有时用体性天四变很想已长口至织书断便派。

到目前为止，车辆技术方面并没有放弃氢燃料汽车的研发，而是在不断地探索，目前氢燃料电池汽车已经有上市。

氢燃料电池顾名思义是使用氢能来制造成的储存能量的电池，原理是电解水的逆反应。它的最大优势在于对环境没有污染，通过电化学反应来提供能浪，并且循环过程也不产生有害物质排放；无噪音，燃料电池运行安静,噪声大约只有55dB,相当于人们正常交谈的水平。能量利用效率高，发电效率可以达到50%以上，从技术水平上更容易实现。氢燃料电池目前已成为各厂家研发的主流。

内燃机发动机都是用金属制造的，但是氢气分子极小极小，很容易钻进金属的分子间隙里面和金属产生化学反应，金属没多久就碎了

第一个原因，燃烧形式的话就变成了热机，也就是内燃机，内燃机天生效率很低，现在也仅有马自达用很苛刻的条件达到了50%的汽油机热效率，而如果使用电力驱动的能量利用效率很高，超过70%也是有可能得。

二，既然用电驱动效率高为什么不直接用电池蓄电，而是用燃料电池，这是因为，如果用蓄电池的话，车辆的重量增加太多导致综合能量利用效率很低，而燃料电池车重量和燃油车基本一致，既提高了燃料利用效率，又减少了重量

问这个问题，是连氢燃料电池的原理都没有搞清楚。

除了火箭，能直接烧氢的机器还没造出来。

最简单最直接的回答：氢用于还原动力，效率是100%（理论上）。而用于内燃机，最高40%（实际上）。