氢内燃机与氢燃料电池，谁是未来能源的王者？

在初中化学课上，我们了解了元素周期表第一元素、宇宙中的原始原子氢的性质。它本身可以与氧气一起燃烧，并释放出大量的热能和水。在火箭发动机中，液氢液氧发动机也是比冲最大的发动机。因此，使用氢气作为汽车内燃机的燃料当然是可行的。

早在2007年，宝马就推出了搭载V12氢燃料发动机的7系，但续航和性能太差，百公里加速接近10秒！如此低的性能，让氢燃料发动机在很长一段时间内淡出了人们的视野。直到丰田和现代汽车推出氢燃料电池电动汽车，氢能源才再次获得高度关注。氢燃料电池通过氢和氧的电子转换产生电能，电能驱动电机驱动车轮，从而大大提高了氢能的利用效率。

丰田氢燃料发动机花冠赛车

迄今为止，氢燃料电池技术已经发展了大约10年，现在丰田已经推出了氢燃烧发动机并将其安装在赛车上。看来丰田已经解决了直接燃烧氢气效率低下的问题。那么问题来了，氢能的两条发展路线：氢燃料电池和氢燃料发动机，哪一条更能代表未来？一是给你和电动车一样的驾驶体验，二是给你和传统燃油车一样的驾驶体验。其实我们不妨大胆猜测一下，未来可能会推出由氢燃料发动机+氢燃料电池组成的氢氢混合动力系统。

宝马氢气7

宝马氢气7

宝马是世界上第一家推出氢动力汽车的汽车制造商，已成功完成系列开发过程。氢7采用6.0L V12发动机，191千瓦/260马力，最大功率191千瓦，最大扭矩390Nm。它可以在9.5 秒内从0 加速到100 公里/小时，最高速度电子限制为230 公里/小时。如果不能保证充足的氢气供应，V12发动机可以快速切换到常规汽油工作模式。

宝马氢气7

BMW早在1978年就开始了氢动力装置的研究，并在未来几年内继续研发和升级这项技术，开发出数代氢动力汽车。 2000 年，宝马成为世界上第一家在德国汉诺威2000 年世博会上展示氢动力汽车示范车队的汽车制造商。同时，BMW 750hL氢燃料汽车在真实测试条件下证明了其优势。

宝马H2R 氢气

宝马H2R 氢气

宝马H2R 氢气

2000 年，世界上第一个公共加氢站在慕尼黑机场启用。 2004年发布搭载氢燃料发动机的概念赛车，同样搭载6.0L V12发动机，但最大功率为210kW，驱动1.5吨的车身，最高时速为300.175公里/小时。

赛车性能虽然不差，但是移植到7系上，很明显这台6.0L V12的怪兽是用氢氧燃烧做功的，效率实在是太低了。 200公里的续航里程大大降低了它的实用性，完全没有驾驶激情。对于宝马来说，V12发动机百公里加速9.5秒，简直就是个笑话。不过，在氢能的碳探索上，宝马并没有停下脚步，而是换了一种方式—— i Hydrogen Next

BMW i Hydrogen 下一个

2019年，宝马发布了氢燃料电池技术的i Hydrogen Next，将X5车型改装成氢燃料电池，可容纳两个700bar的氢气罐，可容纳6公斤氢气。氢燃料电池系统的发电量约为125kW，电动机的输出功率为275kW。

BMW i Hydrogen 下一个

BMW i Hydrogen Next 发电机堆

宝马最终放弃了氢燃料发动机向氢燃料电池的改造。这是目前氢能利用率最高的技术，也是丰田、现代等众多大厂联合研发的目标。目前，国内氢能科技企业蓬勃发展，最关键的储氢罐、减压阀、电堆等技术发展相当成熟。

氢燃料电池的好处很明显，补能快，加满氢只需3分钟，续航里程和燃油车一样，驾驶体验和纯电动车一样，而且只有水被发射。

丰田Mirai 氢燃料电池车

丰田Mirai 打破吉尼斯世界纪录

2021年8月23-24日，丰田Mirai在南加州的往返行程中消耗了5.65公斤氢气，总里程为845.3英里（1360公里），刷新了吉尼斯世界纪录。这是EPA 续航里程402 英里的两倍多。氢燃料电池汽车创下的另一项纪录是2019 款现代NEXO，续航里程为778 公里。

由于氢燃料电池非常易于驱动和使用，因此应该没有什么新鲜事可做。而脑洞大开的丰田却将氢能源倒退了20年，再次推出了氢燃料发动机——卡罗拉氢燃料赛车。丰田尚未公布氢燃烧技术是否有望在短期内进入消费领域，但其在赛车上的应用可以看作是一种验证和尝试。对于那些热衷于传统内燃机汽车的人来说，丰田的氢燃料发动机具有与汽油发动机相同的驾驶感觉、性能和丰富的尾气，同时仅排放水和极少量的氮氧化物。

丰田花冠氢赛车

丰田花冠氢赛车

丰田花冠氢赛车

Toyota Corolla Hydrogen Fuel Racing 这款氢燃料发动机配备了DENSO 喷嘴，通过高压将氢气喷入气缸，并通过电脑控制点火角度来控制燃烧室内的温度。另一个亮点是，丰田卡罗拉氢燃料赛车配备了四个储氢罐，可容纳180L的氢气。

从氢燃料发动机到氢燃料电池再到氢燃料发动机，有句话说的很好，30年河东，30年河西，但是随着技术的发展，氢能的利用开始转变为两个方向发展迅速。未来，我们不仅可以享受氢燃料电池带来的安宁静猛兽，也能享受到氢内燃机带来更澎湃的驾驶激情。但就目前量产车来看，氢燃料电池技术发展的更迅速，同时氢能源的化学能到电能到机械能的转换（无大量的热损失），相比氢内燃机化学能到机械能的能量转换效率更高，而且省去了内燃机中的机油润滑系统和散热系统。也许未来的氢内燃机，只会成为有钱人的大玩具。