世界人口稠密地區(qū)的生態(tài)環(huán)境變差、氣候變暖，在汽車上推廣“清潔技術(shù)”以及成為燃眉之急！

性能良好、污染較少、成本低廉而又便于運輸和保存的代用燃料，成了“清潔汽車”的shouxuan。

作為傳統(tǒng)汽車的代用燃料，有甲醇、乙醇、生物燃油等。它們在發(fā)動機上的使用，降低了汽車的有害排放。

但是，上述汽車代用燃料的生產(chǎn)原料還存在問題。比如，大規(guī)模地利用植物生產(chǎn)乙醇、生物燃油，會引發(fā)農(nóng)產(chǎn)品價格上漲。而采用煤炭提取甲醇又會加劇環(huán)境污染，并且甲醇本身具有一定的毒性。

因此，采用電能來驅(qū)動汽車，成了一種重要的減少汽車排污的途徑。它主要通過兩種*不同的方式來實現(xiàn)：依靠車載裝置獲得電能或者通過外部電源對車載蓄電池進行充電。目前，許多汽車生產(chǎn)廠家分別采取這兩種方案，生產(chǎn)出了混合動力汽車和純電動汽車。

電動汽車具有排污少，噪音低特點。但是，電動汽車只能看作是傳統(tǒng)汽車轉(zhuǎn)向“清潔汽車”的一個過渡。因為這兩種方案都基于蓄電池，要想大規(guī)模地推廣電動汽車還面臨著許多問題。

一些電動汽車上所使用的鉛酸蓄電池，使用壽命短(使用不了4年)、能量密度低(30～40W.h/kg)、充電時間長(幾乎要12個小時)。

而鋰離子電池的電容量能達到3860A.h/kg，遠遠超過電容量僅為260 A.h/kg的鉛酸蓄電池，并且在大電流情況下工作時表現(xiàn)良好，自放電率也較低(每月不超過5％～10％)。因此，僅幾年來發(fā)展較快。

不過，雖然鋰離子電池的某些性能超過鉛酸蓄電池，但是它也存在著一系列不足。

首先，鋰具有較高活性，在高負荷工況下可能發(fā)生爆炸。因此，現(xiàn)在鋰離子電池使用的都是鋰的化合物，這自然降低了它的能量密度。

其二，鋰離子電池目前的價格還很高。不過，專家們已經(jīng)找到了一些降低其成本的有效方法。比如，把鋰離子電池的鈷電極換成錫電極，此舉能把成本降低一半，并把電池電容量增大50％，同時充電時間也大為縮短，在低溫工況下的表現(xiàn)良好。重要的是，這種鋰離子電池的價格，不會超過汽車價格的10％～15％。這就意味著，鋰離子電池電動汽車在大規(guī)模生產(chǎn)時，有望與傳統(tǒng)汽車的價格相差無幾。

在汽車展上，不斷涌現(xiàn)的電動汽車，證實了世界各國汽車公司都在關(guān)注電動汽車的研發(fā)。就連在金融危機陰影籠罩之下的2009美國底特律汽車展上，世界各大汽車廠家都紛紛推出了不少新的電動汽車。

大多數(shù)電動汽車使用家用的220V電壓電源充電，一些電動汽車的充電時間只需要10分鐘，各項技術(shù)性能已毫不遜色于傳統(tǒng)汽車。

而且電動汽車幾乎要比傳統(tǒng)汽車少耗能一半。一輛轎車的百公里油耗為8L左右(32kW.h)，而一輛電動轎車百公里的能耗為15～20 kW.h。

一些人擔心的是，隨著電動汽車保有量的增長，用電量將會急劇上升。不過，可以部分有效使用夜間的“谷電”，減少電網(wǎng)峰值負荷。

重要的是，推廣電動汽車必須大力建設(shè)配套的充電設(shè)施，而眼下一些大城市實際上并不具備承受傳動汽車大量轉(zhuǎn)變?yōu)殡妱悠嚨哪芰?。許多居民區(qū)使用的是鋁芯電線，而高壓輸電線和變電站不進行大規(guī)模改造就不能保證為大量的電動汽車充電。

許多專家認為，燃料電池汽車將更具前景。因為燃料電池的氫能轉(zhuǎn)化為機械能時，有效率達到60％。而渦輪增壓柴油機的能量轉(zhuǎn)化有效率不超過50％，汽油發(fā)動機更是只有30％。并且燃料電池實現(xiàn)了*。

目前，已經(jīng)有多種燃料電池面世，比如固體氧化物燃料電池(Solid Oxide Fuel Cell,簡稱SOFC)、質(zhì)子交換膜燃料電池(Proton Exchange Membrane ，簡稱PEM)、磷酸燃料電池((Phosphoric Acid Fuel Cells, 簡稱PAFC)以及堿性燃料電池(alkaline fuel cell，簡稱AFC)。

其中，質(zhì)子交換膜燃料電池能量轉(zhuǎn)化有效率高達60％以上，工作溫度只有100℃，而且結(jié)構(gòu)相對簡單，比較適合用作轎車動力裝置。

它的兩極涂有加速電極電化學反應(yīng)的催化劑(通常是白金)，氫被分解后的氫質(zhì)子直接穿過交換膜，而電子只能通過外部電路達到陰極，從而形成了直流電流，為車輛電機提供電能。而且氫燃料電池zui后排放出來的只有水和蒸汽，非常環(huán)保。

但氫燃料的化學活性較高，缺點不少。比如，它與氧氣混合之后容易遇火爆炸、肉眼無法觀察到它的燃燒火焰、泄漏之后會破壞臭氧層等等。不過，這些缺點已經(jīng)可以通過一定的技術(shù)*避免。

氫燃料還有熱值高、原料廣的優(yōu)勢。1kg氫燃料的能量，是1kg汽油的2.8倍。地球上存儲豐富的水資源，可以用來大量制取氫燃料。

制取氫燃料的方法有多種，比如電解水、甲烷催化、生化反應(yīng)等等。

那么究竟何種方法呢？這取決于原料成本、生產(chǎn)成本以及工藝的環(huán)保性。同時，氫燃料同傳統(tǒng)石油制品的競爭能力將受到油價波動的影響。

2008年上半年世界原油價格為120～140美元／桶，而到了2009年初時又降至40美元左右／桶。在世界經(jīng)濟走出金融風暴影響之后，原油價格有望走高。據(jù)有關(guān)機構(gòu)預(yù)測，到2020年時，原油價格將會達到100～200美元／桶(約合0.44～0.8美元／kg)。

1kg氫燃料的價格遠遠高于1kg汽油的價格。但是考慮到燃料電池的能量轉(zhuǎn)換有效率遠遠高于內(nèi)燃機，因此無論是氫燃料還是汽油，其單位能量的價格實際上是很接近的。

如果再考慮石油開采、加工及成品油儲運對環(huán)境的污染，那么使用氫燃料是更佳的選擇！

zui為經(jīng)濟的是燃料電池使用通過電解水、甲烷催化、煤炭氣制取的氫氣。燃料電池使用通過風能發(fā)電電解水和固定電站發(fā)電電解水，不太合算。

如果未來汽油價格大幅上揚，那么燃料電池汽車選擇采用不同技術(shù)生產(chǎn)的氫燃料的范圍就被拓寬了。

而另一方面，燃料電池所用的白金用量在不斷減少，從而降低了燃料電池的成本。在白金用量減少到0.8g/kW時，燃料電池的成本也相應(yīng)降到了100～120美元／kW。

當燃料電池的成本進一步降低到50～80美元／kW時，它將具有內(nèi)燃機無可比例的優(yōu)勢。

毫無疑問，屆時它將逐漸取代內(nèi)燃機！