氢燃料汽车的未来是否会空转?

《大众科学》 编辑史蒂文·阿什利试驾了一款可能代表未来汽车交通的汽车——如果成本、技术和基础设施问题能够解决的话

当我们行驶在新泽西州中部的78号西线公路上时,一辆兰博基尼Murciélago跑车呼啸而过。我的同路人目送着这辆价值35万美元的时尚跑车消失在视野中,但对我们这辆整洁的四门轿车视而不见。我们这辆车与众不同的唯一线索是其外部的徽章、超静音的运行以及微弱但持续的压缩机嗡鸣声。然而,实际上,我们这辆2008款本田FCX Clarity是一辆具有潜在革命性的汽车:它的油箱里装的是氢气,为燃料电池供能。

“即使这辆车的成本可能和兰博一样高,也没人注意到我们,”我观察到。未经证实的消息称,Clarity的成本超过20万美元,但坐在副驾驶座上的本田代表克里斯·诺顿拒绝透露价格。“这辆车更清洁,”他说道。

幻灯片:参观本田的燃料电池汽车


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他的说法无疑是正确的:存储在一个5,000磅/平方英寸的罐子中的9磅(4公斤)氢气流入我们座位之间的紧凑型燃料电池“堆”,在那里,气体分子被催化剂离子化,在此过程中释放电子。由此产生的正离子通过薄而选择性的聚合物膜,而电子则流向134马力的电动驱动电机。当电子出现时,它们与正氢离子以及来自空气的氧原子重新结合形成水。水蒸气,而不是其他物质,从排气管中排出。

燃料电池上路
最新的燃料电池汽车在外形和很大程度上性能上与传统汽车几乎没有区别。据说全球有1000多辆这样的汽车在道路上行驶。然而,这种不断发展的环保推进技术的价格对于大多数驾驶者来说仍然遥不可及。

本田计划在未来三年内每月租赁约200辆它称之为第一批量产燃料电池汽车,每月租金为600美元。但该计划旨在展示日常使用的技术,直到产量增加到足以开始降低制造成本为止。与此同时,其他汽车制造商也推出了原型车队,包括梅赛德斯-奔驰(F-Cell)、通用汽车(Equinox FCV)、福特(Focus FCV)和日产(X-Trail FCV)。

在美国,许多燃料电池汽车都集中在加利福尼亚州,但即使是“金州”也只有18个氢燃料站投入运营,远不足以为许多汽车提供服务。因此,本田必须将其燃料电池租赁限制在居住在洛杉矶周围三个24/7公共氢气站附近的客户。

寻找氢气
这种情况凸显了该技术更大规模采用的另一个主要障碍——缺乏全国性的氢气分配和加油基础设施。我和克里斯正从纽约市驱车约100英里(160公里)前往宾夕法尼亚州阿伦敦的氢气站加油,该氢气站由空气化工产品公司运营,是东北地区为数不多的此类设施之一。在那里,我了解到,实际的五分钟“加油”过程非常简单,因为它与标准的汽油加油非常相似。

空气化工产品公司的人员对加油过程的安全性表示放心。工程师尼克·普格利斯引用了该行业半个世纪处理易燃气体的经验,以及他的公司已经安全地为72,000多辆汽车加过油的事实。

空气化工产品公司自然看好扩大国内氢气生产和分配系统,因此普格利斯讨论了该国基础设施在能源行业和美国政府的帮助下可能扩大的几种途径。但他对氢气的泵价不太愿意透露,他暗示了决定成本的许多因素。据报道,全国范围内氢气的价格为每公斤(2.2磅)5至10美元甚至更高。倡导者声称,燃料电池动力系统的高能效使氢气在每英里基础上与汽油具有竞争力。

一辆真正的汽车
在试驾过程中,我发现这辆四座的FCX Clarity灵巧且驾驶乐趣十足,尽管电动助力转向感觉有点脱节。与所有电动汽车一样,它安静得令人不安,并提供即时最大扭矩,例如可以进行野兔起步。

该车出人意料的宽敞内部空间实用且符合人体工程学,但在未来主义方面却很优雅。电子小玩意比比皆是:先进的导航和音频系统;省电的加热和冷却座椅;电动车窗和后视镜控制;以及基于雷达的前方碰撞警告系统,该系统会在前方存在危险时发出警报,甚至在必要时进行制动。后备箱可存放约13立方英尺(0.37立方米)的货物。

缺点包括:启动时偶尔会出现几秒钟的延迟,但可能最大的缺点是仪表板上笨拙的换挡控制,它向下推入“前进挡”,向上推入“倒车挡”。

该车的能量使用表是真正积极的方面之一。汽油-电动混合动力汽车通常采用难以解读的显示屏,但FCX Clarity采用了一个简单的中央仪表板球,该球会改变大小和颜色,以引导驾驶员更高效地驾驶。易于读取的指示条显示动力系统是在消耗氢气还是仅消耗288伏锂离子电池的电量,或从其动力再生制动器中充电。

返回的旅程
我们200英里(320公里)的往返行程指出了当今燃料电池汽车的另一个缺点——行驶里程不足,这是由于燃料存储容量有限造成的。尽管本田表示FCX Clarity的续航里程为280英里(450公里),在城市驾驶中每加仑可行驶79英里,或每升(汽油当量)可行驶33.5公里,在高速公路上每加仑可行驶68英里(29公里/升),但我们有点难以确定是否剩余足够的燃料来确保诺顿明天返回阿伦敦的行程不是一场赌博。我可以在出去的路上尽可能快地开车,但他要求我在返回的路上保持更高的燃油效率。通过以略高于限速的速度行驶,我们以合理的每加仑65英里的燃油经济性和超过一半油箱的氢气进入曼哈顿。

燃料电池技术的前景归结为一个先有鸡还是先有蛋的问题:如果没有更多的氢燃料汽车,就不会有更多的氢气服务站,如果没有容易到达的站点,驾驶员就不会要求更多的燃料电池汽车——这使得它们对于日常出行来说是不经济且不切实际的选择。因此,燃料电池作为汽车动力来源的未来仍然处于停滞状态。

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